автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Методология управления технологией монтажа судового электрооборудования
- доктора технических наук
- Герман, Галина Валентиновна
- город
- Санкт-Петербург
- год
- 2001
- специальность ВАК РФ
- 05.08.04
Автореферат диссертации по теме "Методология управления технологией монтажа судового электрооборудования"
На правах рукописи
Герман Галина Валентиновна
МЕТОДОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ МОНТАЖА СУДОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Специальность: 05.08.04. Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства.
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург 2001
Работа выполнена в Санкт-Пстсрбургском государственном морском техническом университете
Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессор | Соколов В.Ф.)
Официальные оппоненты:
д.т.н., профессор д.т.н., профессор д.т.н., профессор
Александров В.Л. Макаров В.В. Токарев Л.Н.
Ведущая организация - АООТ СПб "Электрорадиоавтоматика"
Защита состоится "2 5 "февраля 2003 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д212.228.05 при Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете по адресу: 190008, г. Санкт-Петербург, ул. Лоцманская д.З.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.
Автореферат разослан "Ц" декабря 2001 г.
Ученый секретарь
диссертационного сов к.т.н., доцент
Муравьев А.Н.
Общая характеристика работы.
Актуальность проблемы. Российская Федерация занимает одно из ведущих мест в мире по строительству судов и кораблей - крупных народно-хозяйственных объектов, отвечающих перспективным требованиям, конкурентоспособных как на внутреннем, так и на мировом рынке. Создание таких объектов требует привлечения значительных капиталовложений, длительного цикла, участия многочисленных исполнителей работ, координации решений и управления процессами на всех стадиях подготовки производства и строительства судов. Эффективность управления такими сложными процессами определяет расходование всех видов ресурсов (денежных, трудовых, материальных, энергетических), а также сроки строительства судов.
Тенденциями научно-технического прогресса обусловлено возрастание сложности, увеличение насыщения судов электрооборудованием и кабелем и, как следствие, возрастание объемов и сложности работ по его монтажу, настройке, испытаниям.
Электромонтажные работы (ЭМР) завершают процесс строительства судов, определяя длительность цикла постройки, качество и срок сдачи судна Заказчику. К выполнению ЭМР в РФ привлекаются специализированные электромонтажные предприятия (ЭМП), накопившие значительный опыт монтажа судового электрооборудования (ЭОС). Эффективность взаимодействия ЭМП с судостроительным предприятием в достижении общей цели строительства базируется на технологии постройки судна, взаимоувязанной с технологическим процессом монтажа судового электрооборудования (технологией ЭМР).
Начиная с 50-х годов, когда ЭМР были выделены в обособленный этап, специалистами была решена задача разработки и реализации такой принципиальной технологии ЭМР, которая отвечала требованиям технологии строительства судов. Это - параллельная, автономно-районная, агрегатно-блочная технология и их модификации, разработанные с участием отечественных ученых и специалистов: Пугято Ю.С., Киреева Ю.Н., Токарева Л.Н., Черны-ха С.А., Лазаревского H.A., Гандина Б.Д., Лебедева М.С., Адашева B.C., Бердичевского Л.Д. и др. Однако анализ состояния электромонтажного производства и множество исследований и публикаций, появившихся в последнее десятилетие, выявляют значительное многообразие, многомерность, изменение технологии ЭМР и ее элементов, зависимость от множества изменяющихся факторов производства. Эти публикации содержат предложения по решению отдельных задач технологии, включая разработку новых технологических процессов, инструментов, приспособлений, средств технологического оснащения, технологических схем работ, методического, математического, программного обеспечения и т.д. Однако ни одно из предложений не содержит систематизированного множества требований к технологии ЭМР, как большой технической системе (БТС), создание и управление которой должно осуществляться с учетом взаимодействия с другими БТС, внешними по отношению к технологии ЭМР, с учетом множества внутренних и внешних факторов производства.
Кроме того, анализ собственно технологии ЭМР на системной основе выявляет многообразие наборов предметов труда, обусловленных конструктивно-технологическими особенностями ЭОС и его размещением в объектах работ (ОР) на судне, конструктивно-технологическими особенностями судна и его насыщения другими системами. Это многообразие определяет необходимость использования различных технологических процессов ЭМР, совокупность которых составляет технологические комплекты (ТК), объединенные по видам, подвидам, объектам работ. Совокупности ТК являются элементами планирования технологически обусловленных и (или) независимых работ в ОР, определяют множество варьируемых схем работ, выполняемых различными исполнителями. Наличие влияния множества факторов систем внешнего окружения, изменение условий выполнения ЭМР диктуют необходимость их учета, начиная с ранних этапов проектирования, на которых планируется технология ЭМР. Отсутствие учета этого влияния приводит к увеличению затрат на строительство, неэффективности реализации принятых решений по технологии ЭМР и, как итог, к снижению качества работ и невыполнению договорных обязательств.
Зависимость названного множества решений от степени влияния факторов диктует необходимость создания такой технологии ЭМР, которая отвечала бы множеству системных требований, учитывала их динамику в многошаговом процессе решения задач планирования и управления подготовкой производства и строительством судов. Основной показатель технологии - технологическая трудоемкость ЭМР (Тэмр) - определяется при проектировании ЭОС и при обеспечении его технологичности. Вот почему актуальной становится проблема разработки и реализации системы управления технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства во времени и пространстве, адекватной современным и будущим неизвестным условиям строительства судов.
Одновременно технология ЭМР увязана со множеством решений, которые должны быть реализованы при технологической подготовке производства (ТПП) и выполнении ЭМР. С этих позиций следует трактовать технологию ЭМР как идеологическую основу производственного процесса монтажа ЭОС, позволяющую наилучшим (оптимальным в смысле согласования потребностей заказчика и возможностей исполнителя, экономии всех видов затрат и времени строительства) образом обеспечить реализацию требований к ЭОС в процессе его монтажа, настройки и испытаний. Это тем более актуально, поскольку решения по технологии принимаются и реализуются на разных временных этапах разными исполнителями: КБ-проектантами, Государственными Научно-техническими центрами, судостроительными, электромонтажными предприятиями, предприятиями - разработчиками и изготовителями систем ЭОС.
С учетом вышеизложенного назрела актуальная потребность и необходимость решить новую значительную по объемам и сложности проблему планирования и управления технологией монтажа ЭОС, гибкую к изменяющимся условиям производства. Представленная работа является обобщением теоретических исследований, расчетов и практической реализации решений научно-технической проблемы разработки методологии управления технологией монтажа судового электрооборудования, выполненных под руководством и непосредственном участии автора в период с 1980 по 2000 г. в Центральном Научно-исследовательском институте судовой электротехники и технологии и в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете.
Диссертационная работа выполнялась в рамках НИР "Зонт" (КЛГИ 360.036,101 (1993 г.), КЛГИ 360.036.103 (1994 г.)) в соответствии с "Целевой комплексной программой строительства судов" (Решения МСП №4В-21/657 от 15.02.90, №МА-21/2354 от 6.06.90, №10/5-2-29 от 5.05.92), а также в НИР "Градиент" (.170041 (Е-391159), 1983 г.), "Градиент - 84" (Л0041, 1984 г.), "Поиск-Т" (1987 г.), "Стратегия ЭМР" (1989 г.), "Защита - 537.22" (КЛГИ 360.036.067 (1990 г.) в соответствии с целевыми комплексными программами развития и совершенствования судового электромонтажного производства.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования - повышение эффективности судового электромонтажного производства за счет создания и реализации методологии управления технологией монтажа судового электрооборудования в процессе проектирования и строительства судов, гибкой к изменяющимся условиям производства.
Для решения сформулированной проблемы необходимо решить следующие задачи:
1. Уточнить терминологию по технологии ЭМР. Выполнить анализ, систематизацию и ранжирование параметров, показателей, факторов, ограничений технологии ЭМР.
2. Выполнить декомпозицию технологии ЭМР на составляющие элементы. Установить характер их поведения и связи элементов между собой и с системой более высокой иерархии - технологией ЭМР - во времени и пространстве.
3. Разработать адекватное модельное отражение процессов монтажа ЭОС, чувствительное к изменению условий производства.
4. Разработать методы достоверного прогноза и оценки параметров и показателей технологии, обеспечивающие учет будущих неизвестных условий выполнения работ.
5. Разработать методы и модели решения задач планирования технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства. Выявить и обосновать критерии оптимизации решений, обеспечивающие повышение эффективности производства.
6. Разработать методологию системного управления технологией ЭМР, удовлетворяющую выбранному критерию (критериям), позволяющую в наибольшей степени согласовать потребности заказчика и возможности исполнителя работ.
7. Подтвердить экспериментально-расчетным путем и практическим внедрением обоснованность теоретических положений, достоверность оценок, адекватность исследуемому процессу. Разработать предложения по расширению области использования полученных результатов.
Методы исследований. Для решения проблемы в целом и составляющих задач использованы методы системного анализа и синтеза, теории множеств, теории систем управления большими техническими системами (объектами и процессами), теории систем автоматического управления, теории вероятности и математической статистики, методы корреляционно-регрессионного анализа и синтеза, метод главных компонент, исследование операций, включая методы целочисленного планирования, динамического программирования, методы сетевого и календарного планирования, методы имитационного моделирования, теория расписаний, метод ветвей и границ.
Научная новизна. В результате выполненных исследований разработаны новые научные подходы в постановке и решении задач планирования, оптимизации и управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, за счет:
- реализации методологии системного анализа и синтеза проектных, организационных и технологических решений;
- систематизации и ранжирования параметров, показателей, факторов, связей и ограничений технологии ЭМР и ее элементов во времени и пространстве с учетом различий сфер проявления свойств и сфер управления ими (по источнику возникновения);
- учета тенденций научно-технического прогресса в совершенствовании судов и судового ЭО;
- разработки нового модельного отражения процесса монтажа судового электрооборудования, учитывающего будущие неизвестные или случайным образом изменяющиеся условия выполнения работ, включая детерминированную факторную и сетевую модели, стохастическую модель;
Впервые в судовом электромонтажном производстве на основе теории управления большими техническими системами, теории систем автоматического управления разработана система управления большой технической системой - технологией монтажа судового электрооборудования - для использования на ранних этапах проектирования, при подготовке производства и выполнении работ.
Получение решений достигнуто за счет:
- разработки методов решения системных задач управления технологией ЭМР, включая оценку выполнимости работ на входе с учетом потребностей Заказчика VI возможностей Исполнителя;
- разработки метода решения нелинейных задач планирования технологии ЭМР (укрупненных и детальных) на основе использования детерминированных и стохастических моделей, учета системных связей и ограничений решений, для технологически обусловленных и (или) независимых схем цеховых, стапельных, достроечных и сдаточных работ, наличия фронта работ, превышающего возможности исполнителя в условиях мелкосерийного и единичного производства;
- обоснования и выбора критериев оптимизации решений, как части подсистемы ценностей ЭМП, так и обеспечивающих выбор оптимальных схем работ и наборов шаговых
решений в зависимости от потребностей системы более высокого уровня, возможностей Исполнителя, состояния выполнения работ и производственных ограничений;
- разработки многоуровневой многошаговой системы управления альтернативной технологией ЭМР, включающей как обязательные два уровня управления: по объемам и скорости выполнения работ (первой производной), а также третий уровень управления (по второй производной), условия реализации которого должны быть проверены. Разработанная методология трехуровневого подхода в управлении альтернативной технологией ЭМР обеспечиваетэкономию издержек ЭМП, повышение его эффективности.
На основе общности процессов строительства и ремонта судов и монтажа судового электрооборудования, определяемых условиями выполнения работ, а также особенностями конструкции судов и систем насыщения, предложены пути расширения возможных областей использования полученных новых научных результатов.
На защиту выносится - основной результат научной работы - создание нового научного направления в проектировании и управлении альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, и решения на этой основе ряда научно-исследовательских проблем и задач, обеспечивающих системный подход, состоятельность, несмещенность, эффективность оценок, адекватность технологических схем работ условиям производства (существующим и перспективным), возможность прогнозирования и оптимизации решений по технологии. Указанный результат достигается за счет разработки теоретических положений, методов, алгоритмов и математических моделей, их практического использования, подтвержденных выявленными и объективно существующими закономерностями и связями параметров и показателей технологии ЭМР, задач планирования и управления различного уровня во времени и пространстве, реализацией требований оптимальной технологии ЭМР в системах внешнего окружения. Достоверность результатов решения достигнута в процессе проверки удовлетворения требованиям статистических критериев, достижением стационарности процессов имитационного моделирования, обеспечения достоверности, измеримости показателей и независимости решений вариационных схем работ.
На защиту выносятся новые научно-исследовательские проблемы и задачи:
- методология модельного представления (отражения) технологии ЭМР, чувствительной к изменяющимся условиям производства, учитывающая влияние детерминированных и стохастических факторов производства;
- методология системного анализа и синтеза свойств технологичности ЭОС, установления системных связей элементов ЭОС между собой и с системой более высокой иерархии - судном, с целью учета этих свойств и методов управления ими в процессе управления технологией монтажа судового электрооборудования;
- методология постановки и решения системной задачи планирования и управления оптимальной альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям строительства судов;
- критерии оценки организационно-технологических схем монтажа ЭОС, как подсистемы судна, и методы их формирования;
- способ координации задач планирования технологических схем монтажа ЭОС на этапах проектирования, технологической подготовки производства и выполнения работ,
- система задач - компонент, математические модели и методы решения задач по определению:
- оптимальных технологических схем ЭМР на судне, в том числе с учетом всей программы строительства;
- оптимальных технологических схем на судне по видам работ с учетом специализации бригад и участков электромонтажного производства (предприятия);
- оптимальных технологических схем детальных работ в электромонтажных рай-
онах на судне и в укрупненных ОР,
— технически обоснованных и экономически целесообразных показателей агрегатирования;
— потребности поступления денежных средств в обеспечение выполнения работ;
— необходимой корректировки оперативных технологических схем работ в процессе управления ЭМР на судне, вызванных изменением условий производства;
— состава задач и подзадач оптимальной альтернативной технологии ЭМР и учету их связей в многоэтапной временной схсмс принятия решений в процессе проектирования, ТГ1П и выполнения работ;
— трудоемкости и стоимости ЭМР на судне, в укрупненных и детальных объектах, по видам и подвидам электромонтажных и регулировочно-сдаточных работ;
— прогнозируемых значений конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования, существенных для технологии ЭМР;
— оптимального (по выбранному критерию) набора мероприятий по обеспечению технологичности для реализации их на судне;
— обобщенной модели оптимального управления технологией ЭМР;
— технически обоснованного уровня электромонтажной технологичности и методам его обеспечения в процессе проектирования и строительства судов;
— матемагического и программного обеспечения для решения названных задач-компонент.
Практическая ценность и реализация результатов работы в промышленности. Полученные в результате теоретических исследований и экспериментальных расчетов результаты являются необходимым и достаточным основанием для постановки и решения задач планирования и оптимизации решений альтернативной технологии ЭМР в процессе управления для достижения выбранной цели. Практическая значимость подтверждается;
- возможностью прогнозирования оптимальных решений, начиная с ранних этапов проектирования с учетом будущих неизвестных или случайным образом изменяющихся условий выполнения работ;
- разработанными и использованными в практике проектирования, подготовки производства и выполнения ЭМР методическими документами, их апробацией в промышленности, использованием в учебном процессе в СПбГМТУ, основными из которых являются;
— методика планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, реализованная в пр. 10901, 15020, 24040, 15966 и др.;
— методика оценки и обеспечения монтажной технологичности конструкции судов (78 211-034-85);
— определение длины и массы кабелей при проектировании судов. Методика. 78 211-142-86;
— методика оценки трудоемкости и стоимости электромонтажных работ на судах;
— математические модели оценки монтажной технологичности конструкции судов. Методика разработки. 78 211-033-85;
— методика расчета (обоснования) договорных цен электромонтажных работ для заказов судоремонта, переоборудования, модернизации на основе укрупненных нормативов КЛГИ.360 025.029.
Апробация результатов работы. Содержание отдельных разделов и диссертации в целом апробировано на международной и российских научно-технических конференциях в виде докладов, опубликованных тезисов, представлении выставочного экспоната на ВДНХ:
- Всесоюзная научно-техническая конференция "Основные направления повышения технологичности и снижения трудоемкости изделий в судостроительном производстве", Москва, ВДНХ, 27-30 июня 1984 г. Бронзовая медаль (удостоверение №37456);
- Всесоюзная школа молодых ученых и специалистов по проблемам модульного судостроения "Модуль-87", Клайпеда, май 1987 г.;
- Всесоюзная школа молодых ученых и специалистов по проблемам модульного судостроения Керчь, 9-15 октября 1989 г;
- Всесоюзная научно-техническая конференция "Повышение технического уровня судостроительного производства в XIII пятилетке"', ВНТО им. академика А.Н. Крылова, ЦНИИ ТС, Ленинград, 1990 г.
- Юбилейная научно-практическая конференция, посвященная 50-летию ЦНИИ ТС (НПО "Ритм"), Ленинград, 26-28 сентября 1989 г.;
- Четвертая Международная конференция по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех-2001", Россия, Санкт-Петербург, сентябрь, 2001г., диплом за доклады по направлению "Интеллектуальные технологии в строительстве кораблей и судов".
Публикации. По теме диссертации опубликованы лично и в соавторстве 30 работ, в том числе 26 статей, I авторское свидетельство, 3 учебно-методических пособия.
Личный вклад. Постановка и решение научно-технической проблемы и задач принадлежит лично автору, научные интересы которого сформированы в процессе работы в ЦНИИ СЭТ в 1978 ... 1994 г. и в СПбГМТУ (на постоянной основе в 1994...2003 г.). Программное обеспечение разработано в соавторстве со специалистами в ЦНИИ СЭТ (инж. Милохин С.А., Бражникова О.Б.) сотрудниками кафедры ВТ СПбГМТУ (к.т.н. доц. Горавнева Т.С., к.т.н. доц. Ухина Н.В.),студентами кафедры Э и ЭОС СПбГМТУ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения (1), восьми глав (2...9), заключения, списка литературы из 142 наименований и 8 приложений. Текст диссертации изложен на 338 страницах, набранных на ПЭВМ, включая 87 рисунков, 42 таблицы (на 112 стр).
Содержание работы.
Во введении (1) сформулированы научно-технические проблемы и задачи, решению которых посвящена диссертация, определена актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая ценность и реализация результатов, положения, выносимые на защиту, приведена оценка существующих систем закрытого ПО зарубежной разработки, сравнение с результатами диссертационных исследований, отмечен личный вклад автора.
Во 2-ой главе выполнен анализ существующей практики проектирования и направлений совершенствования организационно-технологических схем ЭМР. Уточнен термин "Технология ЭМР" - совокупность и последовательность способов (методов, приемов) выполнения ЭМР в объектах работ на основе соединения инструментов, приспособлений, средств технологического оснащения, стендов, имитаторов нагрузки с предметами труда электромонтажного производства (материалами, комплектующим электрооборудованием, кабелем), с целью получения конечного продукта-комплексов ЭОС, удовлетворяющих заданным показателям качества, при условии выполнения заданного объема ЭМР в заданные сроки за со-
гласованную стоимость в рамках принятой технологии строительства судна, серийности постройки, условий выполнения ЭМР.
Предложено рассматривать оптимальную технологию ЭМР, в максимальной степени удовлетворяющую заданному критерию с учетом принятой технологии строительства, объемов ЭМР на судне, серийности постройки, сроков строительства, технического оснащения электромонтажного производства, наличия денежных, материальных, трудовых и энергетических ресурсов у исполнителя ЭМР.
Выполнен анализ существующих правил и новых предложений по проектированию организационно-технологических схем ЭМР, который позволил выявить их основные недостатки.
С учетом выявленных недостатков разработанный на этапе проектирования вариант принципиальной технологии ЭМР не соответствует будущим условиям выполнения работ и подвергается значительной переработке на последующих этапах, его реализация влечет увеличение издержек электромонтажного производства и даже невыполнение договорных обязательств.
Выполнен анализ существующих организационно-технологических схем работ, выявлена общность их характеристик, включающая:
- варьируемое множество объектов работ (ОР), укрупненных и детальных;
- значения временных параметров начала, окончания и продолжительности работ в ОР;
- варьируемое множество технологических схем работ и принципиальные отличия, определяемые значениями максимального и среднего продвижения комплекса работ роп монтажу судового электрооборудования.
Общие и отличительные характеристики определили необходимость двухуровневого планирования и управления технологией ЭМР во времени и пространстве:
- укрупненного (в укрупненных ОР);
- детального (в электромонтажных районах).
Проанализированы существующие системные подходы в постановке и решении задач совершенствования судового электромонтажного производства в рамках единой нормативной технологической системы, целевые функции судового электромонтажного производства (идея принадлежит авторам Герман Г.В., Быкову М.В., Лазаревскому H.A.):
- получение конечного продукта - комплексов ЭОС с заданными показателями качества-при обеспечении технико-экономических показателей производства:
L = гпах к. (к,,к,,...к:,...к„;к, >к")
V>V ;
ПгП; . (1) Кту ä Кту;
К„у > кг
оу>
где Ь - целевая функция ЭМП, к,,...кп>к",...к"п - частные показатели качества комплексов ЭОС и их предельные значения, обеспечиваемые в процессе проектирования и строительства судов, V - объем производства, П - производительность труда, Кту - коэффициент технического уровня; Коу - коэффициент организационного уровня; V", П", К^у> КдУ - планируемые значения названных показателей; т - множество вариантов решений; - сокращение затрат на выполнение ЭМР:
Ь = тт{Т, С, М, Эи}|К|>к-} УйУ;
Пг>П; , (2)
КТУ ^ Кту;
Коу -
где Т - трудоемкость ЭМР; С - стоимость ЭМР; М - материалоемкость (кабелеёмкость)
ЭОС; Эн - энергоемкость выполнения ЭМР; С - множество вариантов решений.
Использование выражений (1), (2) в качестве целевых функций (критериев) оптимизации технологии ЭМР в современных условиях невозможно, т.к. изменилась форма собственности, экономические отношения между предприятиями РФ, отсутствует централизованный подход в решении проблем судостроения. Проанализированы методические подходы планирования оптимальной технологии ЭМР на основе "технологии критических зон", принадлежащие k.t.h. Адашеву B.C. Выявлены многочисленные отклонения от методологии системного подхода, а также отсутствие строгого научного обоснования количественной оценки и оптимизации технологических схем работ. Отмечено, что задачи планирования и управления технологическими процессами затяжки магистральных кабелей, составляющие цель диссертационных исследований к.э.н. Гончарова В.А., хотя и содержат новые научные подходы определения вариационных схем работ и состава очередей затяжки магистральных кабелей, однако являются частной задачей технологии ЭМР.
Исследования технико-экономических показателей, представленные в диссертации к.э.н. Тимофеевой A.A., выполнены с использованием научных консультаций автора настоящей работы, отражают потребности электромонтажного производства в создании матричной модели оценки издержек электромонтажного производства Однако и в этой работе не содержится предложений по увязыванию издержек производства с технологией ЭМР в полном объеме.
Обзор и анализ технологических методов формирования кораблей перспективной постройки ведущих зарубежных верфей выявляет аналогичные цели, обеспечиваемые при принятии решений: сокращение стоимости, сроков строительства, сокращение стоимости ремонта и модернизации, а также принципиальные отличия новых технологий: изменение организации, распараллеливание работ, ранее выполнявшихся последовательно, изменение материально-технического обеспечения, более раннее начало работ, новое планирование (начиная с этапов ЭП), использование принципов поточно-позиционных методов формирования модулей, зон, насыщенных оборудованием, вне стапеля, отход от принципов функционального насыщения к зонному.
Основными показателями приняты сроки строительства, стоимость проекта, трудоемкость проекта судна и его составляющих (в пространстве и времени). В качестве критериев оптимального планирования предложены: сокращение сроков строительства, стоимости проекта, накладных расходов, равномерность загрузки. Однако конкретные рекомендации по реализации предложений отсутствуют. Кроме того, предложения касаются производства (судостроительных верфей) зарубежных стран с иными возможностями. Однако выявленные проблемы строительства кораблей являются схожими с проблемами отечественного судостроения.
Существующие пакеты программного обеспечения по управлению технологической подготовкой производства (например, "BRAIN", ООО БРЕЙН, СПб) являются дорогостоящими и не учитывают особенностей организации стапельных и достроечных работ.
В отличие от существующих решений в диссертационных исследованиях определены системотехнические требования и разработаны рекомендации системного подхода в постановке и решении задач проектирования, оптимизации и корректировки технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, определяющие необходимость решения исследовательских задач:
- разработки укрупненной структуры новой модели гибкой (альтернативной) технологии, включая уяснение задачи-планирование действия, выбор целей, синтез системы, анализ следствий, выбор наилучших вариантов по заданному (выбранному) критерию;
- разработку системы ценностей в двух аспектах: - выбор цели, - синтез и анализ системы.
Отмечено, что функция выбора цели имеет двойственную природу. С одной стороны нужно составить формальное определение нужной производственной системы, для которой перечисляются желательные входы и выходы, другие граничные условия и потребности, ко-
торым система должна удовлетворять. Это система ценностей или ее часть. С другой стороны, система ценностей включает идеальную систему и критерии решения, рассмотренные при разборе моделей. При разработке целей следует различать выбор между альтернативами решений и выбор между целями. Виды целей в системе ценностей: прибыль в рублях и время ее получения, рынок в единицах продукции или услуг, поставляемых в единицу времени, стоимость в денежном выражении как фактор функций прибыли и рынка, как критерий осуществимости, качество, имееющее субъективный и объективный аспект, сроки, совместимость с уже существующими системами (особенно важно для отраслей промышленностей с большими капиталовложениями); технические характеристики, гибкость к изменяющемуся окружению, простота. Общая цель синтеза систем - составление списка гипотетических систем, продуманных достаточно подробно для их оценки в свете выбранных целей.
Анализ гипотетических систем предложено выполнять в свете целей, предложений и граничных условий, включающих выведение всех существующих следствий альтернативных систем для выбора оптимальной системы. Эти следствия затем сравниваются с первоначальными целями. Действительные следствия создают информационную обратную связь для функций синтеза систем и выбора целей.
Анализ выполненных исследований и публикаций по созданию новых организационно-технологических систем ЭМР, учет системотехнических требований в постановке и решении задач управления БТС-технологисй ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, отсутствие взаимоувязанных (в пространстве и времени) оптимальных решений, удовлетворяющих выбранным критериям (целям), учитывающих потребности и возможности, альтернативы решений, ограничения всех видов ресурсов (денежных, материальных, трудовых, энергетических) диктуют необходимость постановки и решения значительной научно-технической и народно-хозяйственной проблемы повышения эффективности ЭМП: разработки методологии создания и реализации системы управления технологией монтажа судового электрооборудования в процессе проектирования и строительства судов, гибкой к изменяющимся условиям производства. Решение названной проблемы предложено достичь в процессе постановки и решения основных научно-технических проблем:
I уровня: разработки методологии, модельного представления (отражения) технологии
ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства;
II уровия: разработки методологии, методов и моделей оценки (измерения) параметров,
показателей, связей, ограничений составляющих и технологии ЭМР в целом, гибкой к изменяющимся условиям производства; Ш уровня: разработки методологии, методов и моделей системы и задач планирования, оптимизации и корректировки технологии ЭМР с учетом существующего состава и особенностей решения задач подготовки судостроительного и электромонтажного производства, строительства новых судов, а также с учетом расширения возможностей использования разработанной системы для будущих неизвестных условий выполнения ЭМР предприятиями (организациями) любых форм собственности. Теоретические основы научно-технической проблемы П уровня всесторонне исследованы и разработаны автором в диссертации на соискание ученой степени к.т.н. "Разработка и реализация при проектировании требований монтажной технологичности комплексов электрооборудования судов
Проблемы I и Ш уровня, составляющие которых исследованы и представлены в отчетах по НИР.}":... .3 7 > выполненных под руководством и непосредственном участии автора, требуют дополнения, детализации и объединения на системной основе, в том числе с задачами П уровня, с целью разработки методологии управления технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, в процессе строительства судов.
Названные научно-технические проблемы 1...Ш уровия отвечают основной цели исследования диссертационной работы, имеют общую основу — состав, конструктивно-технологические особенности и размещение судового ЭО, технологию его электромонтажа,
отвечающую не только современным, но и будущим неизвестным условиям строительства судов и выполнения ЭМР, удовлетворяют системотехническим требованиям в решении задачи управления БТС — оптимальной технологией ЭМР, для различных временных этапов принятия решений по выбранному критерию (цели).
В 3-tii главе выполнен анализ и представлены результаты исследований и разработки моделей организационно-технологических схем ЭМР, отвечающих множеству современных и перспективных требований. Выполнен анализ и обоснование критериев оценки вариантов технологии ЭМР. Показано, что из множества требований к технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства {Ki}, может быть выделено подмножество важнейших, которые могут быть приняты в качестве критериев. Сам критерий может быть единственным, принадлежащим множеству {Ki}, комплексным или векторным, составным, аддитивным или мультипликативным, тогда задача выбора оптимального варианта технологии становится многокритериальной. Учитывая сложность БТС "Технология ЭМР", многофакторность, многосвязанность, декомпозицию на составляющие элементы во времени и пространстве, множество шаговых решений, видоизменяющих схему работ, множество связей между параметрами и показателями, включая линейные и нелинейные, становится невозможным использование составного аддитивного или мультипликативного критерия. В этом случае может быть получена оценка "хуже-лучше" по предложенной методике."
Использование в практике судостроения составного дробного критерия вида:
э-2
или обратного:
У» — , (4)
W
определяющих отношение затрат (3) и эффекта (W), приводит к необходимости учета характера их изменения, граничных значений, а также снижает чувствительность к изменению внутренних связей исследуемого процесса. Использование критериев (3), (4) целесообразно на уровне входов-выходов системы. С позиций программно-целевого планирования и управления разработками предложено формулирование целевой функции (цели)-Ь, которую должна достигнуть система и которая зависит от множества параметров и показателей. В качестве критерия достижения цели предложено использовать значение показателя (выполнение условия). При этом значение показателя, принятого в качестве критерия, может быть откорректировано с учетом математической модели, адекватно отражающей процесс, В пред-ложешюм методическом подходе к формированию критериев заложена диалектика связей параметров, показателей, критериев, моделей и цели "поведения" сложных многомерных объектов и процессов, вот почему в качестве целевой функции выбора оптимального варианта решения предлагается использовать оптимальное (max, min) значение определяющего показателя (Kj; j =const), а остальные значения из множества {Kj,} учитывать ограничениями принимаемых решений; связи параметров, показателей, ограничений объединены моделями процессов.
> max к.
tniiri) J (m)
j = const...; Kj 6 {kj,}
где к; => ^Тэмр, СЭмр, ^, I", Nчиcл ...) - зависит от множества параметров и показателей технологии ЭМР во множестве решений {т}, видоизменяющих схему работ для различных вариантов декомпозиции технологии ЭМР; к)( - установленные значения показателей.
Такой подход программно-целевого планирования обеспечивает не только оптимизацию решения, т.е. достижение максимальной степени соответствия выбранному критерию
(значению показателя или условию), но и оптимизацию наборов шаговых решений, обеспечивающих оптимальное значение выбранного показателя. Вот почему выражение (5) предлагается в качестве целевой функции (составного критерия) выбора оптимального варианта технологии, адекватной изменяющимся условиям работ.
Уточнение иерархии целей, критериев, показателей и параметров технологии ЭМР по-звлило предложить обобщенное выражение целевой функции выбора оптимального решения по технологии;
тшЬ(Тэмр> тэмр, СЭМ(,)
<т>
к, § к, е{т}
(6)
]е{ш}
где к,, к* - показатели качества ЭОС, текущие и базовые; 1111], ПП] -показатели электромонтажного производства, текущие и планируемые; {т} - множество вариантов решений; Тэмр, Тэмр, Сэмр - параметры договора на выполнение ЭМР: трудоемкость, продолжительность, стоимость ЭМР, определяющие основную цель ЭМП. Сегодняшнее электромонтажное производство, зависящее от множества факторов, связей, решений, параметров, показателей, ограничений, должно обеспечивать выполнимость работ при одновременном сокращении всех видов затрат (труда, материалов, энергии, денег и времени). Именно подход (6) позволяет решить поставленные задачи. При этом, с точки зрения выполнимости работ, согласования потребности судоверфи и возможности электромонтажного предприятия, а также сферы (источника) и этапа определения показателя трудоемкости (Тэмр) в процессе проектирования комплексов ЭОС, зависимости стоимости (Сэмр) от экономических отношений и состояния рынка, предложено конкретизировать целевую функцию (критерий) выбора оптимального варианта технологии, отдав предпочтение минимальному значению продолжительности ЭМР (непревышению продолжительности) в виде:
■т* ^ *т*пр "ЧрЧТиИ. а эмр а эмр»• 'эмр »
Ч =» тшТэмр \ш)
Ьп => |^ЭМР — П \ {т)
\ ^ЭМР — ^ЭМР »
/{«. § к;}
где Тэмр, тэмр, Сэмр - показатели технологии ЭМР на судне; т^, , эмр гической трудоемкости, определяемые на этапах проектирования и 11111 за счет решений {т}; к^ к" - показатели качества комплексов ЭОС, обеспечиваемые в процессе монтажа и проверки работоспособности ЭОС; - продолжительность ЭМР по требованию технологии строительства.
Целевая функция в виде (7) удовлетворяет требованиям промежуточных разработчиков технологии - КБ: проектирование технологической схемы ЭМР, максимально приближенной к условиям выполнения работ.
Обобщенными параметрами технологии ЭМР предложено считать:
- состав объектов работ (ОР), укрупненных, детальных;
- декомпозицию работ в ОР по видам и подвидам;
- значение технологической трудоемкости в ОР по видам и подвидам;
- сроки начала, окончания, продолжительности работ в ОР, по видам и подвидам;
- логико-временную схему (последовательность) работ в ОР, по видам и подвидам;
- факторы (внешнего окружения и внутренние) электромонтажного производства, видоизменяющие значения всех вышеперечисленных параметров и показателей.
Степень декомпозиции работ по видам и подвидам может варьироваться в зависимости от чувствительности решений к организации работ, специализации исполнителей, технологической обусловленности (независимости) работ в ОР, технологической обитаемости и т.д. Впервые автором выполнены анализ и систематизация влияющих факторов систем
внешнего окружения и внутренних электромонтажного производства, определено их влияние на параметры и показатели технологии ЭМР. Произведено группирование факторов по сфере возникновения, характеру влияния, возможности учета в модели ЭМР. Так, на рис. 1 представлена схема и связи определяющих факторов судостроительного производства, в наибольшей степени влияющих на технологию ЭМР; на рис.2 факторы других систем внешнего окружения.
Предложено группирование факторов электромонтажного производства по характеру их влияния на основные показатели технологии, вариационные схемы работ и их изменение:
I груши — определяет технологическую последовательность работ;
II группа - определяет трудоемкость всех видов, подвидов ЭМР в ОР;
П1 группа — определяет временные характеристики работ;
IV группа - определяет технологическую готовность к началу ЭМР в ОР;
V группа — определяет возможную выработку рабочих и специалистов ЭМП;
VI группа - определяет денежные затраты на выполнение ЭМР.
Предложено рассматривать и учитывать влияние факторов в модельном отражении технологии ЭМР как известным (детерминированным), так и случайно изменяющимся образом.
В работе выполнена декомпозиция состава и иерархии объектов электромонтажных работ (в пространстве и времени) по видам и подвидам ЭМР, отвечающая требованиям системного подхода. Существующая декомпозиция на составляющие элементы технологии, принятые при разработке тсхнолого-нормировочпых карт (ТНК), включает: технологические процессы (ТП), уникальные, типовые, единичные и групповые; совокупность ТП — технологические комплекты (ТК), совокупность ТК — планово-учетные единицы (ПУЕ), бригадо-комплекты, подкомллекты как элементы планирования электромонтажных работ, совокупность ПУЕ (ТК) по однотипным видам ЭМР - технологический этап.
Существующая декомпозиция отражает определенную технологически обусловленную иерархию работ, учитывает специализацию исполнителей и результат планирования (но не схему). Результат планирования это — решение задачи распределения трудовых ресурсов, выбор оптимального варианта которого из множества влияет на состав работ в ПУЕ, брига-докомплектах, подкомплсктах. Группирование совокупностей ТК, ПУЕ может бьтть произвольным и соответствовать множеству схем работ, в том числе и не оптимальных. Вот почему на первом этапе системных исследований предложено выполнять декомпозицию на ОР, виды и подвиды работ на основе учета: конструктивно-технологических особенностей судового ЭО и его размещения в пространстве судна; особенностей конструкции судна (состава и расположения палуб, переборок, выгородок и т.д.); технологии строительства; организации электромонтажного производства; организации труда электромонтажников и специалистов; учета работ всего "портфеля заказов"; учета серийности постройки; наличия информации для принятия решений (использование значений определяющих конструктивно-технологических параметров ЭОС); критерия выбора оптимального решения; необходимости решения задач планирования, начиная с ранних этапов проектирования.
Оценку значений показателей трудоемкости и стоимости (оплаты труда) работ предложено выполнять для конструктивно-технологического деления судов и ЭОС с учетом вариа-ци0ш1ых схем работ, специализации исполнителей, обеспечения бригадных форм организации труда. При этом варианты декомпозиции должны обеспечивать измерение в затратах труда, денег, длительности, потребной численности всех альтернативных схем работ, увязанных с целевой функцией (7).
На основе разработанной декомпозиции технологии ЭМР на элементы с системных позиций предложено рассматривать вариационные схемы работ: I уровня - судно в целом; II уровня - части судов (строительные районы, блоки, блоки-модули)-укруппепные ОР; Ш уровня — детальные ОР - электромонтажные районы в границах элементов технологии I и II уровня.
I и II уровни определяют состав элементов технологии на этапе укрупненного планиро-
Схема определяющих факторов судостроительного производства, в наибольшей степени влияющих на технологию ЭМР
Технологические особенности судостроительного завода
Грузоподъемность кранового оборудования
Имокшк произволе i веняо-
техиологическжх условий ароякяюш использование нового технологического оборудовании, новых стапельных Линяй
Соблюдение сроков поставка основного комплектующею оборудования
Технология стапельное сборки
Необеспеченность изготовления С ME вне стапеля
Фахтори технология ЭМР
Технологическая последовательность работ (ti)
Гранта» УМР, AMP (tj)
Сроки начала работ в OP (tj)
Продолжительность работ (14) »ОР
Трудоемкость работ s OP (t5)
УМР - укрупненный монтажный район; AMP - автономно-монтажный район; ОР - объект работ (УМР, AMP); СМЕ - сборочн »-монтажная единица.
Рис. 1.
Схема учета сетей STC "Технология ЭМР " с системами окружения
ETC
а) Поставка;
- проектной
- рабочей конструкторской
- технологической документация
«О
»з)
БТС б) Поставка: • комплектующего оборудования
- кабеля
- материалов
- полуфабрикатов
б.)
вЫ-
-61)
-6 Л
ETC
"Технология строительства судна"_
(заявки1)
(оплата)
омрппмм факторы судостроительного проиэаодст, граничим« сроки работ
s
ПОЛНЫЙ «нликкт § проектной ■ рабо- Я ч«й докуысктшпян ®
НА
«: «:... ж >)
- L.
ETC
"Технология ЭМР"
ц
-¿5-
1|
5 £ I
¿1
вания технологии ЭМР; III уровень определяет состав элементов на этапе детального планирования.
С учетом системного подхода, а также предложений по составу параметров, показателей, факторов, целевых функций выбора оптимальных схем разработана укрупненная модель входов-выходов, как первый этап системных исследований и синтеза. Выполнено обоснование и разработаны основные модели технологии ЭМР - детерминированная и стохастическая (рис.3).
В качестве детерминированной модели технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, предложено использовать логико-временную модель — сетевой граф, дополненный, в отличие от существующего подхода, графическим изображением и учетом влияющих детерминированных факторов производства, и календарный (ленточный) график, содержащий ограничение факторов узловых событий сетевого графа (или выборки работ из него). Основными показателями планов предложены:
- объемные показатели готовности выполненных работ на конец временного шага планирования:
гот,. =;!>,,- (8)
¡»I ¡=1 j=l
где р1 - суммарное продвижение работ на шаге I (| = 1,п)'»Ру - продвижение работ на шаге 1 в ОР] =
- потребная численность электромонтажников (Ы^):
N.. = .......—, (9)
где ру — продвижение работ на шаге 1 в ОР } (] = 1, т), Тэмр - технологическая трудоемкость
ЭМР на судне, нормо-ч, в ОР, совокупности ОР, к1ыр - коэффициент выработки норм; Аф -
выработка одного работающего на временном шаге I, чел-ч.
При этом суммарная потребная численность электромонтажников на шаге 1 (N0:
К;-кр1 (10)
- линейная функция от продвижения р;.
Предложен состав факторов для учета в детерминированной сетевой модели Показано, что расчетная продолжительность работ является результатом планирования (распределения трудовых ресурсов) с использованием сетевой и календарной модели, выборок работ из них, с учетом сроков свершения узловых и иных событий под влиянием систем внешнего окружения. Разработана укрупненная детерминированная факторная сетевая модель альтернативной технологии ЭМР (рис. 4), а также укрупненные технологические схемы ЭМР стапельных, достроечных и сдаточных работ, цеховых подготовительных, цеховых заготовительных работ как основа модельного укрупненного представления и оценки вариационных технологических схем ЭМР.
Учет влияния неизвестных факторов производства, случайным образом изменяющих решения по технологии, принятые на основе детерминированных моделей, предложено выполнять с использованием стохастической модели. При этом разработаны стохастический граф специального вида, множество стохастических (вероятностных) факторов систем внешнего окружения и внутренних электромонтажного производства. Номенклатура факторов подлежит конкретизации. Влияние стохастических факторов (рис.5) предложено учитывать на начальные, промежуточные и конечные события и работы сетевого графа. Алгоритм вычисления временных и аддитивных параметров и показателей стохастического сетевого графа представлен на рис.6.
Процедура "наигрывания" осуществляется до достижения стационарности процесса (стационарности средних значений моделируемых величин Ьвр, Тэмр. Сэмр и их дисперсий (рис. 6)). При этом погрешность оценки длины критического пути определяется при решении
Укрупненная модель входов-выходов
Исходные данные
Класс н назначение судна, В- во-доиэмещение.'т. Я-мощность энергетической установки, кВт. Состав систем ЭОС.
Технология стапельной сборки, состав укрупненных ОР.
Факторы систем внешнего окружения и их влияние на изменение затрат и временных параметров.
Стоимость и трудоемкость ЭМР на судне в т. ч. по видам и подвидам работ в УОР.
Временные ограничения (продолжительности, сроков начала, окончания работ).
Технология ЭМР, гибкая к изменяющимся условиям производства
Логико-временная модель (сетевой график) состава и последовательности работ в укрупненных ОР. Состав событий и работ, параметры работ (Т4,С5,МЙ,Э||^), по укрупненным видам и подвидам. Временные характеристики сроков начала, окончания, продолжительности работ, как расчетных ограничений сетевой модели, временные ограничения событий и работ сетевого графика, изменяемые системами внешнего окружения (детерминированные и стохастические).
Факторы систем внешнего окружения, изменяющие состав, затратные характеристики работ, может быть технологическую последовательность работ (детерминированные и стохастические). Условия выполнения ЭМР конкретным электромонтажным предприятием. Ресурсы ЭМП (трудовые, материальные, энергетические, денежные и их использование при планировании и выполнении работ).
Техническое оснащение работ.
Внутренние факторы электромонтажного произ-
водства (детерминированные и стохастические) и
их влияние на все виды затрат ЭМП.
■Детальное планирование и выполнение ЭМР в ЭР.
— границы укрупненных ОР, разбивка на ЭР, временные ограничения на выполнение работ;
— ресурсные ограничения;
— технологические ограничения;
— факторы ЭМП (детерминированные), видоизменяющие параметры и время выполнения работ в ЭР, технологическую обусловленность работ в ЭР, затраты на выполнение работ.
Календарная модель загрузки: продвижение, готовность ЭМР на судне;
Продвижение, загрузка работами специализированных участков, бригад,
Потребная численность трудовых ресурсов на судне н по объектам работ специализированных участков, бригад, с учетом работ в укрупненных ОР и детальных (электромонтажных районах) Ограничения и учет занятости работами по другим заказам.
Укрупненная дегерминк^ваниая сетевая модель альтернативной технологии ЭМР на судне
• События, относящиеся к работам предприятия ЭРА
События, относящиеся к работай судгаавода
События, относящиеся к работам ЦКБ -проектанта
О 75 150
375 <50 525
675 750 825 900 975 1050 1125 1200 1275 ия/Сыишркне я
Рис. 4.
Критический путь: [0- 13-30-33-35-36-37]» 1330 календарных дней
фрагмент стохастического сетевого графа.
Рис. 5.
Алгоритм машинного решения задачи разработки м оценки параметров н показателей сто-хаапического сетевого графа
задач стохастического планирования в виде:
где сг.^Ь^] — среднеквадратичное отклонение среднеарифметического значения длины критического пути, полученного по результатам N - прогонов, Ф"1 = — а/2-процентпая квантиль нормированной функции Лапласа, полученная для уровня значимости ц
Оценки дисперсий:
г_ л 2(4,-4)'
: а2)
РР~> '" N.(N-1) : • <13)
М — 2
" N-(N-1) : (14)
— Iм — Iй — I"
где = мЕ1-^ ; Тэмр = —2ТЭМ|.,; Сэмр =—Хсомр. - средние значения параметров по N 1=1 ГЧ Гч
результатам М-прогонов. Предложе1Шый новый подход позволяет определить наиболее вероятные параметры и показатели как отдельных работ, так и всего комплекса, что особенно важно при учете влияния случайных факторов проюводства, оценку которых можно получить экспертным методом. При этом исключается необходимость установления законов распределения случайных величин.
В 4-ой главе на основе модельного отражения альтернативной технологии ЭМР разработаны методология, методы, алгоритмы, математические модели задач планирования и оптимизации альтернативной технологии ЭМР. В качестве основных требований для учета в задачах планирования оптимальной альтернативной технологии предложены следующие:
1) задачи планирования должны быть разработаны на основе шаговой (временной) схемы принятия технических, проектных и рабочих (конструкторских и технологических), организационных решений, включая этапы проектирования, технологической подготовки электромонтажного производства, планирования и управления электромонтажными работами;
2) в качестве основных моделей предлагается использовать детерминированную и стохастическую сетевую и календарную модели альтернативной технологии ЭМР, учитывающие вариации систем окружения и динамику производства (глава 3);
3) множество задач и подзадач планирования должно отражать иерархическое деление на ОР, виды и подвиды работ, а также соответствовать укрупненной модели "входов-выходов". Задача планирования - многоуровневая. Декомпозиция на задачи-компоненты должна осуществляться во времени и пространстве;
4) основная целевая функция оптимизации альтернативной технологии ЭМР должна соответствовать основной цели электромонтажного предприятия (производства);
5) требования системы более высокого уровня должны учитываться как исходные (или ограничивающие) при решении задач (подзадач) планирования низшего уровня. Ограничения условий выполнения работ, накладываемые исполнителем работ, которые мо-
гут привести к изменению исходных данных (или ограничений) системы более высокого уровня, подлежат согласованию по результатам решения задач (подзадач);
6) внутрисистемные ограничения каждого уровня решений подлежат учету при рассмотрении альтернативных вариантов и оптимизации технологической последовательности схем ЭМР соответствующего уровня;
7) состав задач планирования альтернативной технологии ЭМР и их декомпозиция (во времени и пространстве) должны определяться исходными данными, известными или достоверно прогнозируемыми на соответствующем шаге (этапе) принятия решений;
8) должна обеспечиваться сопоставимость результатов решения задач (подзадач) планирования различного уровня, а также преемственность решений на последующих временных шагах (этапах) на основе единой взаимоувязанной системы показателей планирования, оптимизации и корректировки альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
Если при рассмотрении альтернативных схем ЭМР результаты решений достоверны (технологически обоснованы), независимы и измеримы в затратах труда, денег, длительности, потребной численности, то из всего множества могут быть выбраны те, которые в наибольшей степени отвечают системному составному критерию. Названный подход одновременно обеспечивает оптимизацию набора шаговых решений (стратегий, операций, мероприятий), приводящих к оптимальному результату.
Сформулированные системные требования реализованы и уточнены на втором шаге системных изысканий - синтезе схемы и моделей планирования на базе укрупненной схемы входов-выходов. Укрупненная схема входов-выходов разработана на основе типовой укрупненной модели входов-выходов альтернативной технологии ЭМР, информационной схемы процесса планирования, корректировки и управления альтернативной технологией ЭМР, как второго шага системных изысканий, содержит укрупненную схему и состав задач и подзадач и представлена на рис.7.
Принципиально новым в методологии постановки и решения задач укрупненного и детального планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР является разработка методов, алгоритмов и математических моделей решения вариационных нелинейных задач планирования (распределения трудовых ресурсов) альтернативной технологии ЭМР.
Управляемость (возможность варьирования решениями, поиск и выявление оптимальных) на этапах планирования решений определяется составом варьируемых параметров и схем работ, взаимоувязанных с временным этапом принятия решений. Итогом решения задачи планирования является оптимальное решение, удовлетворяющее составному критерию с учетом производственных ограничений. Управляющие воздействия, обеспечивающие достижение оптимального значения составного критерия в большой технической системе "Технология ЭМР", реализуются за счет учета "обратной связи", отражающей будущие неизвестные условия выполнения работ, решения по технологии и ее элементам. Названный подход обеспечивает реализацию оптимальной технологии при новом строительстве судов на основе достоверного прогноза. Своевременная реализация управляющих воздействий направлена на ликвидацию рассогласования потребностей систем внешнего окружения, технологии ЭМР более высокого уровня и возможности исполнителей ЭМР, в том числе неполностью известных до начала работ. Согласно теории управления БТС такой подход определяет необходимость анализа возможных методов управления и условий (ограничений) их реализации в процессе планирования оптимальной технологии ЭМР. Сформулированный методологический подход принципиально отличается от всех существующих предложений по управлению технологией ЭМР. Разработан и предложен в диссертационной работе для управления дискретными многомерными многосвязанными производственными процессами создания крупных народно-хозяйственных объектов на системной основе в условиях мелкосерийного и единичного производства.
С целью реализации теоретических положений по управлению процессом монтажа ЭОС разработаны методы и математические модели решения задач планирования и коррек-
Укрупненная схема состава задач и подзадач планирования альтернативной технологии
У ЭМР.
во
во
во
Г®-! г®-!
Обозначения, принятые на рис.: Обозначения задач: УП1, УП2, ДП1. ДП4.УК1,
ДМ - детерминированная модель; СМ - стохастическая модель; УОР - укрупненное объекта работ; СБ - специализация бригад; ДВКП - динамическая вариацш критического щта; ЭР - электромонтажные районы; ВО - внешнее окружение;
^__требования альтернативной технологии;
--требования систем ВО;
внутренние факторы ЭМР;
УК | _ вариационные схемы работ;
- прямые требования (связи) задач одного или более высокого уровня;
- учет результатов планирования задач нижнего уровня в задачах верхнего уровня.
Рис. 7.
тировки альтернативной технологии ЭМР на всех уровнях (укрупненном и детальных) и шагах планирования, включая корректировку в процессе выполнения работ. В состав задач планирования включены следующие (рис.7):
1. УП1 - укрупненного детального планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР.
2. УП2 - стохастического планирования альтернативной технологии для комплекса ЭМР на судне или любой выборки работ.
3. ДП1 — детального планирования оптимальной последовательности укрупненных схем стапельных и достроечных работ, оптимальных укрупненных этапов регулировочно-сдаточных работ.
4. ДП2 — детального планирования оптимальной загрузки бригадных участков стапельных и достроечных работ.
5. ДПЗ — детального планирования оптимальной загрузки отдельных бригад (при бригадной форме организации труда и работе по конечному продукту).
6. ДП4 - детального планирования оптимальных схем работ в электромонтажных районах.
7. УК1 — укрупненной корректировки оптимальной альтернативной технологии (для этапа выполнения ЭМР).
8. ДК1 — детальной корректировки оптимальной альтернативной технологии (для этапа выполнения ЭМР).
9. ДП5 - задача динамической вариации критического пути (определения наиболее вероятного положения критического пути любого комплекса работ, ранжирования работ в любом сечении сетевого графа (любом состоянии выполнения работ)).
В диссертации сформулирована постановка и получено решение задачи укрупненного планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР на судне (УП1). Новизна и особенности постановки и решения задачи УП1 заключаются в следующем. Анализ интегральных характеристик готовности ЭМР на судне во времени для судов любых классов и назначений показывает, что отличие потребной готовности ( Гот['°тр), определяемой технологией строительства судна, от возможной (Гот?"**), определяемой электромонтажным предприятием, для всех временных шагов планирования I = 1,п может быть оценено на каждом шаге планирования:
8,(т,) = Гот;""р-ГотГ™ . (15)
Если в процессе управления требуется согласование потребностей и возможностей, то естественным системным критерием (целевой функцией планирования оптимального решения) предлагается функция вида:
Ь, = 1шп^1(т) = Х(ГотГ-ГотГ)]. (16)
где {ш!} - множество альтернативных вариантов решений. При этом временной график й^т) выявляет наличие несбалансированных (по объемам работ) участков, хотя общий итог может быть сбалансированным как случайная реализация (рис.14).
В общем случае для любого шага ¡ = 1,п функция (15) может принимать различные значения 8,(т,) § 0.
Разность 8, ) (рис 8) объединяет все виды ЭМР на судне, выполняемые в различных условиях разными исполнителями работ.
При этом возможности ЭМП должны (и могут) учитывать занятость на других, одновременно строящихся заказах, работы "портфеля заказов" несудостроительного профиля. С другой стороны, потребности судоверфи, определяемые технологической схемой строительства судна, отражают требования заказчика, не учитывая возможностей исполнителя. Воспользовавшись предложениями (3), (4) для согласования систем на уровне "входов-выходов", предлагается оценка среднего потребного продвижения ( рпотр) работ в виде:
ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭМР1 5>_ * ГапГТГ - Гог^Ы* ,
»0 160 240 400 480 560 640 720 «00 «И 960 1040 1120
^ Недогруз Недогруз " "
1200
Рис. 8. Исходный вариант неоптимального планирования <о
Среднее Продвижение работ цо £коде-£*/хос?е системы Технология ЭМР
Игп.; норно-ч.
р™ = V*
Рис. 9.
Г"*-;**-««*. <")
^ЭМР
где Тэмр — трудоемкость ЭМР на судне, т!^ - срок выполнения ЭМР, определяемый требованиями строительства; р™"1', "°Рмо—И: > среднее потребное продвижение работ, как ско-
дн.
рость изменения функции Гот1""тр (т) во времени. Аналогичная характеристика предложена для оценки возможностей исполнителя:
р—= 1Ва. (18)
Тогда соотношение (см. рис.9)
Р > Р (19)
^а § ча . } позволяет оценить средние возможности ЭМГГ.
Оценки (17) и (18) согласно (10) пропорциональны численности работающих. Тогда для согласования скорости изменения функций готовности (продвижения работы), предложен второй уровень управления в виде:
^(т)=рГ"-рГр • (20)
С целью оптимизации решений предложен критерий:
4=ш1п[|8!(т) = |(рГ-рГ)], (21)
где р™"р - шаговые значения скоростей: возможное, определяемое наличием свободной численности работающих, не занятых работами на других заказах, и потребное, определяемое технологией ЭМР более высокого уровня.
При оценке возможностей исполнителя в соответствии с (18) значение р учитывает техническое оснащение производства, организацию производства, организацию труда, численный состав и квалификацию работающих, принятые и реализованные решения по технологии, загрузку работами и т.д., имевшие место в предыдущий период. Использование разностных функций (16) и (20) и критериев (17) и (21) для различных уровней технологии ЭМР дает возможность оценить и согласовать требования технологии строительства и технологии ЭМР на входе-выходе при детализации решений на каждом из временных шагов и в целом для комплекса работ и любой выборки, выявить несбалансированные участки (по объемам и скорости), определить перегруз (недогруз) работами но объективным и субъективным причинам.
Использование критериев (17) и (21) обеспечивает управление объемами работ и скоростью их изменения на всех временных шагах, уровнях планирования, минимизацию рассогласований потребностей и возможностей, включая выполнимость договорных обязательств.
Наличие резервов времени и загрузки работами, выявляемое при использовании выражений (20), (21) позволяет ставить и решать задачи управления трудовыми ресурсами, включая наиболее равномерную загрузку, минимизацию потерь от простоев, организацию работ по конечному продукту на основе использования управления по второй производной для дискретных систем по критерию:
Ьш = т^ЛЯ, (т) = ± (РГ-РГ) = Е РГ'] (22)
где р*"", р*я - продвижение работ, определяемое возможностью их выполнения и занятостью работами на судне, р*™" - скорость высвобождения работающих; I = 1,п - временные шаги планирования, {ш3} — множество вариантов решений.
Методологический подход по созданию оптимального управления, анализ и оценка его использования разработаны и представлены впервые на основе системных исследований,
выполненных автором в диссертационной работе. Разработанный подход рекомендован к использованию в процессе планирования и согласования решений задач оптимальной альтернативной технологии ЭМР различного уровня (укрупненных и детальных).
Реализация управления объемами работ предложена для технологии ЭМР на судне в соответствии с критерием (17) и оценки выполнимости работ по условию (19). При этом варьируемыми параметрами являются продолжительности работ в границах, заданных временем свершения узловых событий сетевого графа (детерминированной факторной модели ЭМР), значение функции (16) определяется на основе календарного графа. Итерационный процесс оптимального планирования объемов работ при ограничениях логико-временной модели позволил получить оптимальное решение нелинейной задачи планирования ЭМР на судне (УП1). Для решения задачи УП1 разработано ПО ("Build Graf' 4 "Technology Greph").
Разработанный методологический и методический подход реалшован в процессе постановки и решения задачи детального планирования оптимальной загрузки суммарной численности рабочих специализированных бригад, участков, цехов (ДП2) с использованием критерия (21). Решения для выборки работ учитывают временные ограничения системы оптимальной технологии ЭМР на судне (высшего уровня) и получены на основе разработанных алгоритмов, математических моделей и исходных данных построенных заказов (16070, 15990) на судоверфях северо-западного и южного регионов (зак. 15201).
Анализ результатов решения задачи ДП2 выявляет наличие (отсутствие) резервов времени и (или) загрузки, что позволяет использовать указанную оценку для решения следующих задач (рис. 10): сокращения продолжительности работ, экономии издержек ЭМП (вых. 1); сглаживания загрузки специализированных бригад работами на судне (вых.2); решения задач оптимального целочисленного планирования в обеспечение бригадной формы организации труда (вых. 3); оценку требований к системам ВО при отсутствии согласованного решения задачи ДП2 с целью своевременной реализации решений по обеспечению оптимальной технологии ЭМР.
Использование метода решения задачи детального планирования оптимальной альтернативной технологии ДП2 со снятыми (или ослабленными) ограничениями систем ВО позволяет определить оптимальные сроки работ (начальные, промежуточные) при обеспечении равномерной загрузки (21), что соответствует методам поточно-позиционного планирования и выполнения работ, принятым в машиностроении, в цеховом судостроительном производстве.
Развитие идеи детального планирования нашло отражение в постановке и решении задач целочисленного планирования оптимальной технологии при обеспечении побригадной разбивки (ДПЗ). Определена (количественно) возможность достижения оптимального решения. Разработаны методы решения задачи - целочисленное планирование, динамическое программирование, определены исходные данные сетевой модели или выборки работ, отраженные всеми видами затрат (С,, Тц), а также временными ограничениями, требованиями систем технологии высших уровней.
При поиске оптимальных решений использовано рекуррентное соотношение динамического программирования:
fN„=fN+SNn(fN). (23)
где fN, fNtl - функции дохода (состояния) системы на N и N+1 шаге планирования, Sn+i^n) — выигрыш, полученный в результате перехода на шаг N+1 с учетом состояния (принятого решения) на шаге N. Функция fpt+| оптимизируется в соответствии с критерием (7), при этом состав работающих, появление фронта, окончание работ, привлечете (высвобождение) численного состава электромонтажников - варьируемые параметры шаговых решений, а в качестве ограничений приняты суммарный численный состав бригады, технологическая обитаемость помещений, сроки выполнения выборки работ. Параметры состояния системы (fN), доход от переходов (SN+i(ffO) в (23) определяются временными сроками начала, окончания и продолжительности работ (t™*, t°\ ty"), затратами (Т?МР, 0?^) и численностью электро-
Алгоритм анализа и определения альтернативных вариантов решений.
Вход
в,.«0
1
Оценки возможности
сокращения прод-ти
9 работ и комплекса с
целью экономии
издержек про-»*
1 1ЭМР Т ЭМР
\ НЕТ
"Ч. решение мдач^
ГДА
тэмр ^ * эмр
Расчет эконо-
11 мичного варианта
ПО ГП1П Т-^р
1 Расчет и построение
1
2 Расчет и построение я,«
1
определение сроковых ограничений и возможность их изменении (влево, вправо)
Резервов загрузки нет. Оценка требований к системам высшего уровня, ВО
к задаче ДПЗ
б Резервы загрузки есть. Решение задачи сглаживания за счет исп-я резервов загрузки
1
7 Решение задачи сглаживания по участкам
1
8 Расчет параметров загрузки сглаженного варианта
10
Расчет требований к системам высшего уровня. ВО
т
Вых. 4
Вых. 1 (ДГО)
Вых. 2 (ДП2)
монтажников (Н,исл у) в каждом j-м ОР (] = 1,т) на временном шаге 1 ^ = 1, п) • Для определения вариационных схем распределения бригад по ОР составлены матрицы инцидентности (с расчетом возможного числа перестановок) на основе известного соотношения:
а также с учетом технологической обусловленности, требований минимизации простоев для ОР различного уровня."
В соответствии с принципами динамического программирования оптимальное решение выявлено при "обратном" ходе и выборе оптимальных наборов шаговых решений. В качестве критериев выбора оптимальных решений кроме (7) предложены:
• целевые функции, обеспечивающие наиболее равномерную загрузку работами с использованием критерия (23);
• наиболее раннее высвобождение специализированных бригад электромонтажников
где - целевая функция оптимального решения; {пи} — множество вариантов решений, 1"ыс" - время высвобождения I - ой бригады по окончанию работ в j - том ОР;
• минимизация потерь от простоев.
Разработан обобщенный алгоритм решения задачи ДПЗ. Результаты оптимального решения с использованием принципов динамического программирования, целочисленного планирования, учета системных связей (внутриуровневых, межуровневых), а также технологических и производственных требований и ограничений позволит ставить и решать многошаговые задачи оптимального планирования для любого состава объектов и исполнителей работ. В результате решения достигается оптимизация целевой функции (критерия) и обеспечивается выбор оптимального набора шаговых решений. Разработанный подход отвечает системным требованиям, является принципиально новым, научно-обоснованным для решения детальных задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР. Полученные результаты решений достоверны, измеримы (в затратах труда, денег, времени), учитывают ограничения состава и специализации бригад, занятость работами на других заказах, выявляют условия получения оптимального решения: простои по технологическим причинам не должны превышать резервы времени и загрузки, выявленные по результатам решения задач планирования оптимальной технологии более высокого уровня. Разработан обобщенный алгоритм и блок-схема решения задачи ДПЗ.
Решение задачи определения оптимальной схемы работ в ЭР в границах укрупненных ОР (ДП4) основано на использовании методологии постановки и решения задач детального планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР. Для решения задачи определены состав исходных данных, как результатов решения задач планирования более высокого уровня, условия (возможность решения) задачи ДП4, нарастание (спад) фронта работ (скачкообразное или плавное), параметры: состав ЭР, значение технологической трудоемкости в них, технологическая обусловленность (независимость) работ в них, перечисленные множества ЭР и шагов решения. В качестве ограничения решения задачи ДП4 приняты: технологическая обитаемость работ в ЭР, наличие свободной численности электромонтажников. Основная целевая функция - сокращение (непревышение) продолжительности комплекса работ. Предполагается, что фронт работ превышает возможности исполнителя. В этом случае возникает вариационная задача целочисленного планирования, оптимальное решение задачи достигается при варьировании составом и последовательностью работ в ЭР при заданных исходных данных, ограничениях, резервах времени и загрузки работами, рангов предпочтительности работ в ЭР. Результаты решения задачи оптимального детального планирования
(24)
т <z'
х < т* - ограничение времени выполнения работ.
работ должны быть учтены в системах более высокого уровня в виде графиков загрузки (р,), N¡1^,, - высвобождения численности (при наличии резервов времени и загрузки), изменения сроков (начала, окончания, продолжительности работ).
Полученные решения задач ДП4 подтверждают достоверность, измеримость, независимость, при этом оптимальные варианты могут быть выбраны с использованием критериев (16), (21), (24). При рассмотрении и оценке вариантов использован метод ветвей и границ, а также элементы шагового деления процесса, принятые в задаче динамического программирования (ДГО). Разработанный подход рекомендован к использованию в процессе решения задачи корректировки детальных планов на этапе технологической подготовки производства и выполнения работ (ДК1). В результате выполнения исследований и расчетов разработан обобщенный алгоритм и блок-схема решения задачи ДП4.
Стохастический подход в постановке и решении задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР (УП2) реализован на основе стохастической (вероятностной) сетевой модели и позволяет определять наиболее вероятные показатели комплекса работ:
— наиболее вероятную продолжительность комплекса работ, как среднюю длину критического пути, полученную по результатам N - прогонов (имитационного моделирования методом статических испытаний - Монте Карло).
- наиболее вероятные значения трудоемкости (Тэмр) и стоимости (Сэмр) работ с учетом влияния стохастических факторов, как аддитивных показателей. Названный подход позволяет получить аналогичные стохастические показатели: - материалоемкости, энергоемкости комплекса работ и их изменения:
- наиболее вероятное положение критического пути (рис. 11).
Результаты решения задачи стохастического планирования предлагаются для использования при повторном решении задачи УП 1 с новыми исходными данными. Разработан обобщенный алгоритм, блок-схема, модели и программное обеспечение.
Необходимое число прогонов имитационной модели определяется требованиями достижения заданной погрешности (с):
Обозначения в (25) аналогичны использованным в (11).
Примеры решений задач стохастического планирования получены для ЭМР (зак. 24040) и PCP (зак. 16070), построенных на предприятиях северо-западного региона в 1995... 1998 г.г., результаты свидетельствуют об адекватности отражения процессов (достоверны, измеримы, независимы) и новизне подхода
С учетом методологии, методов, алгоритмов, математических моделей и результатов решения задач разработаны, теоретически обоснованы методы оценки состояния ЭМР на любом этапе их выполнения.
В случае выявления отклонений от запланированного хода предложено осуществлять корректировку планов оставшихся работ на основе постановки и решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, используя управляющие воздействия, предложенные для реализации оптимального управления, в том числе с выходом в системы внешнего окружения, для объективного определения потребности дополнительных ресурсов из средств предприятия или внешних источников.
С этих позиций в процессе выполнения ЭМР предложено:
1) определить состояние работ технологического плана ЭМР на момент контроля и (или) принятия решения по его видоизменению;
2) проверить выполнимость оставшихся работ, оценить загрузку и сроки выполнения промежуточных узловых событий, обусловленных технологией постройки судна, а также срок выполнения всего комплекса работ;
(25)
е
Гистограмма распределения лродолжитеяьнсоти ЗМР в зависимости от Ь^
1370 1390 1595 1631 1646 1649 2 3 4-5 б 7
I
Рис. 11.
Обобщенная схема управления оптимальной технологией ЭМР 5,(т)-1 уровень
1 ИР}
ГОТСГэмгЪМР) Тэм,
<8н
(рГ)~Е уровень
дрДД^Г:)
(рГ~) уровень
• элемент учгга и согласования требований в системах технологии болое высокого уровня
• внешние воздействующие факторы
3) по результатам анализа определить возможные направления корректировки технологического плана альтернативной технологии ЭМР, а также комплекс мероприятий (операций, решений), направленных на обеспечение выполнения работ по договору с минимальными затратами, для чего: — на основе укрупненного технологического плана ЭМР для оставшихся работ определить положение критического пути сетевого графа, ранг предпочтительности работ в сечении, определяемом состоянием выполнения ЭМР на судне при наличии фронта работ, превышающего возможности исполнителя; - поставить и решить задачу корректировки детальных планов выполнения оставшихся работ, если оценка состояния выявляет наличие отклонения от ранее запланированного хода электромонтажа, настройки и испытания судового ЭО (ДК1); - определить набор мероприятий для обеспечения выполнения оставшихся ЭМР на судне, как набор шаговых решений.
Разработана обобщенная схема управления технологией монтажа судового ЭО (рис.12), обеспечивающая выполнение договорных обязательств, экономию затрат на выполнение ЭМР в соответствии с критериями (16), (21), (22) с учетом внешних воздействующих факторов. Показано, что первые два уровня управления с использованием критериев (16) и (21) являются необходимыми и достаточными для определения оптимального решения. Управление на третьем уровне по критерию (22) обеспечивает минимизацию простоев, увеличение загрузки работающих, что приводит к экономии издержек предприятия и относится к уровню управления, реализация которого определяется условиями согласования объемных показателей (I уровня) и использования трудовых ресурсов (II уровня). Для решения задач разработаны методики определения ранга предпочтительности работ в любом сечении сетевого графа, множестве ОР, определения наиболее вероятного положения критического пути оставшихся работ.
Алгоритм и математические модели решения обратной задачи планирования альтернативной технологии ЭМР (ДП5) разработаны с целью обоснования оптимальной последовательности работ в ОР любого уровня, обусловленных технологически. Метод решения задачи предполагает использование рекуррентного соотношения динамического программирования в обобщенном виде:
1кг
(26)
>>
п = 1,2.....N
где [г" (])] - накопленный доход, полученный в результате перехода в состояние] на этапе "п+1" из состояния "1" на этапе "п" с вероятностью р" при принятии решения к. Предложенный подход позволяет учитывать технологическую готовность к началу выполнения ЭМР в ОР любых видов на основе использования стохастического |тах {р^ , детерминированного ^ шах ^ Т\ и смешанного ^тах ^ рцТ,; | критериев определения рангов предпочтительности технологически обусловленных работ с учетом степеней свободы (связности данных работ с другими, на которые опирается данная). В задаче ДП5 предусмотрен расчет длин путей, определение положения критического пути для любого состояния сетевого графа (любого сечения). Решение ДП5 рекомендуется как дополнительное для любых этапов планирования альтернативной технологии ЭМР.
В случае выявления несогласованных решений по технологии ЭМР разработан алгоритм и математические модели оценки требований к системам внешнего окружения, включая: — обеспечение электромонтажной технологичности комплексов ЭОС; - изменение сроков выполнения работ (начала, окончания, продолжительности); - увеличение сменности работ; - привлечение дополнительной численности электромонтажников; - увеличение стоимости работ но договору и (или) компенсация затрат из средств предприятия.
Как итог системных изысканий и решения задач детального планирования, разработана уточненная схема входов-выходов, базирующаяся на укрупненной схеме входов-выходов, полученной на 1-ом шаге системных исследований, типовой блок-схеме и информационных связях процесса планирования альтернативной технологии ЭМР, обобщенных типовых методах решения задач планирования различного уровня, полученных решений. Разработана уточненная схема состава и системных связей задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР.
Разработаны алгоритмы, методы, модели определения значений параметров и показателей альтернативной технологии ЭМР, включающих: — расчет сроков поставок комплектов проектной и рабочей конструкторской документации; - расчет сроков и состава заказов комплектующего электрооборудования, кабеля, материалов; - сроков начала ЭМР в цехе; — необходимость и сроки разработки новых технологических процессов для обеспечения ЭМР; - определения необходимости, состава и сроков разработки, изготовления, приобретения недостающих и новых инструментов, приспособлений, имитаторов нагрузки, стендового оборудования.
Разработан укрупненный алгоритм планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, составляющий основу для разработки методик планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР для конкретных предприятий и условий выполнения работ.
В 5-ой главе исследована проблема создания системы измерения (оценки) трудоемкости ЭМР, как основного показателя затрат живого труда на выполнение монтажа, настройки, испытаний судового электрооборудования.
Предложено использование для этих целей значений определяющих конструктивно-технологических параметров, наиболее тесно связанных с показателем трудоемкости, изменяемых в процессе проектирования ЭОС. Множество определяющих конструктивно-технологических параметров ЭОС включает следующие: длину кабелей (L^g), количество отрезков (NOK), количество жил (N»), количество единиц электрооборудования (qx) и др., определяемые разработчиками новых систем и проектантами в процессе определения состава систем судового электрооборудования и его размещения в пространстве судна.
Обоснована необходимость создают и разработана непрерывная многошаговая схема оценки трудоемкости ЭМР, взаимоувязанная с составом и содержанием задач проектирования ЭОС, а также с многошаговой схемой планирования альтернативной технологии ЭМР.
Предложено отражать математическое описание объектов работ альтернативной технологии математической моделью множественной регрессии, определяющей значение показателя технологической трудоемкости работ на основе значений определяющих конструктивно-технологических параметров. Разработку названных моделей предложено получать на основе корреляционно-регрессионного анализа, метода наименьших квадратов, дисперсионного анализа и оценки предсказывающих свойств.
Структуру модели предложено представлять в виде:
У = Ф(В,Х), (27)
считать заданной апостериори и адекватной исходной зависимости:
Y = <p(B,X), (28)
где Y — вектор значений показателей трудоемкости, полученный по результатам детального нормирования ЭМР, PCP, X — вектор известных или достоверно прогнозируемых значений конструктивно-технологических параметров (КТП), соответствующих вектору Y; В - вектор неизвестных постоянных параметров (регрессионных коэффициентов), определяемый на основе статистической обработки экспериментальных данных.
В матричной форме для п наблюдений модель (28) может быть записана в виде:
Y = ВХ + Е, (29) где Е — вектор значений случайной неизвестной ошибки.
Выбор определяющих КТП для включения в модель оценки (27) предложено выполнять на снове анализа значений парных коэффициентов корреляции в виде:
" IX (п-1)
ЕОч-*.)5 _ , .
где О = ---; X, =-2хц'- (31>
1 п-1 п"
т-у)1
а.
; у.(32)
п-1
или корреляционного отношения:
1
1-
(33)
где а = у-Ы-. (34)
1 п—1
Выполненные исследования, учет множественности требований к разрабатываемым моделям, полученные результаты позволяют рекомендовать для целей оценки линейные модели множественной регрессии в виде:
У, =Ь0+Ь1х„ + Ь,х,;+... + с1, (35)
где у; - значение оцениваемого показателя (параметра); хн, х2„...- значения определяющих КТП; Ь0, , Ь2 — оценки значений линейных коэффициентов множествегаюй регрессии; е; -значение случайной неизвестной ошибки.
Па основе исследовашш определены свойства случайной ошибки "е^, обеспечивающие "хорошие" предсказывающие свойства оценок Ь^Ь^Ь^...:
— в каждом наблюдении е, имеет место нормальный закон распределения:
е, = К.(.): (36)
- в каждом наблюдении математическое ожидание в| равно нулю:
М[е;]=0; (37)
— во всех наблюдениях дисперсия е[ постоянна и одинакова:
Б[е,] = а2 = со^; (38)
— ошибки е, в любых двух наблюдениях независимы
соу ] = 0; 1 * ч; (39)
В векторной форме допущения (36)... (39) представляют нуль-гипотезу:
Е = М0(0,о21„), (40)
где N„(0 - обозначение п-мерного нормального закона распределения, 1„ - п-мерная единичная матрица.
Дополнительные допущения, принятые при разработке модели вида (35):
- матрица наблюдений X имеет полный ранг:
ге(х) = к; (41)
- постулируемая структура
У = ф(ё,х) (42)
адекватна истинной зависимости;
— ошибки регистрации Лх^ входных переменных пренебрежимо малы по сравнению со случайной ошибкой е;. (43)
Для практических целей предложено считать, что допущения (41)... (43) выполняются, если выполнены допущения (36)... (39), и тогда для получения оценок В можно использовать метод максимального правдоподобия, который обеспечивает оценкам В следующие оптимальные свойства: асимптотическую эффективность, несмещенность, состоятельность, совместный нормальный закон распределения, что соответствует условию:
0 = = -*тт. (44)
1=1 ¡-1 ^ )
Тогда при выполнении допущений (36)..,(39) выражение для получения оценок методом максимального правдоподобия совпадает с условием метода наименьших квадратов. При этом значения оценок Ь^.-.Ь^, доставляющие минимум значения О в (44), являются решением системы нормальных уравнений вида:
Чо' п + [х, ] + Ь^ [хг] +... + Ь^ [х, ] = [у]
Ь^[х1] + Ьл[х11] + Ь]:![х1х2] + ...+ ^Лх1х,] = [х1у] , (45)
Ь* [*. ] + «V [х,х. ] + Ьр [х2хж ] + ... + Ъл [х.2] = [х.у] .
где [Х1] = 5>......-Гауссовы суммы.
1=1
Алгоритм, математические методы разработки и оценки моделей множественной регрессии представлены в утвержденной и многократно апробированной на практике методике 78.211-033-85, разработанной автором.
Из множества методов проверки допущений на поведение ошибки предложено использовать анализ поведения графика остатков е[(уО - общего, а также расчет и оценку значений коэффициента множественной корреляции:
ос Ё(й-У)2
—= - £0,8 , (46)
Ё(У.-У)2
1=1
и уровня доверия к разрабатываемой модели на основе критерия Фишера (Р-критерия):
р (47ч
Ч ' 4 '
СС
М5к=-р; К,-к; к
п-2к К3=п-2к,
ЗЗрегр, БЗобщ - см. (46); к - число параметров, включенных в модель вида (35); п - число наблюдений; табличное значение коэффициента Фишера, полученное для уровня значимости q, %; К), Кг - число степеней свободы числителя и знаменателя. Значение НЪ-0,8 (ТОО,9) обеспечивает достижение погрешности оценки, не превышающее 10%. Реализация указанной методологии для решения задач проектирования ЭОС, планирования технологии ЭМР, технологической подготовки производства, включая предприятия несудостроигельно-го профиля, позволяет определить диапазон допустимых погрешностей оценок на уровне 0,1...10%.
В случае наличия п - наблюдений и заданной ошибки вычислений Е значение вероятности того, что расчетное значение £ отклонится от среднеарифметического выборочного значения у. определяется в виде:
= (48)
где а = 1 — Ч, 2Ф| | — удвоенное значение нормированной функции Лапласа.
I о )
Доверительный шгтервал, определяемый на основе распределения Стьюдента:
[£±1,5,], (49)
где Ц — q-пpoцeнтнaя точка распределения Стьюдента; - среднеквадратичное отклонение среднего арифметического:
n-(n-l)
Опыт разработки и использования математической модели множественной регрессии показал возможность использования для получения оцснюг одного и того же показателя нескольких математических моделей множественной регрессии, каждая из которых адекватно отражает описываемый объект с М[е;] = 0, D(e,] = о2 = const, что исключает пороговое несоответствие между моделью и объектом.
При этом случайная погрешность оценки может возникнуть также из-за допустимых колебаний влияющих величин (регрессоров). Допустимые колебания регрессоров в математических моделях оценки, содержащих непересекающиеся множества определяющих КТП, приводят к появлению погрешности оценки, обусловленной неслучайными различиями оцениваемых величин при подходе к ним, как к случайным. Случайный характер поведения методической погрешности проявляется в том, что одни и те же показатели трудоемкости ЭМР - Tijj^p при использовании различных зависимостей (содержащих непересекающиеся множества определяющих КТП) на одних и тех же временных шагах получения оценок дают разный результат.
Допустимость отличий полученных результатов оценок может быть проверена и подтверждена на основе критериев Фишера, Бартлетта, Аббе (средних арифметических и дисперсий). Если случайный характер систематической (методической) погрешности обусловлен погрешностями оценки регрессоров, то, как правило, оценки имеют нормальное распределение. Результаты вычислений, основанные на этом допущении, не приводят к противоречиям (подтверждено расчетами), поскольку погрешности оценки складываются из многих составляющих, что согласно центральной предельной теореме, ведет в пределе к нормальному распределению. Во-вторых, оценки, для которых существенно значение погрешности, выполняются в контролируемых условиях (используют значения известных Kill). В результате названных положений распределение погрешностей оценок оказывается ограниченным, поэтому аппроксимация нормальным законом распределения не противоречит практическим расчетам. Использование изложенного подхода и подтвержденные практикой результаты оценок одной и той же величины, позволяют утверждать, что таким образом достигается уменьшение значения методической погрешности, обусловленной случайным изменением регрессоров в допустимых пределах.
При этом результат итоговой оценки усредняется:
j-i
где i = l,n - порядковый номер наблюдений; j = l,m - порядковый номер математической модели множественной регрессии, используемой для получения оценки; Т^ — среднее значение оцениваемой величины; Т.^,. - оценка, полученная при использовании модели "j"; б - средняя систематическая (методическая) погрешность оценки показателя Т.^. Погрешность 5 меньше, чем систематическая (методическая) погрешность оценки, получаемая при использовании одной модели, что особенно важно на ранних этапах проектирования в условиях недостаточности информации.
Использование предложенного подхода, учет параметрических и временных тенденций изменения определяющих параметров и показателей трудоемкости монтажа ЭОС позволил разработать непрерывную многошаговую схему оценки показателей трудоемкости для обеспечения планирования задач альтернативной технологии ЭМР, получить зависимости для оценки трудоемкости ЭМР, PCP по видам и подвидам работ для укрупненных и детальных объектов работ, т.е. для любой декомпозиции технологии ЭМР, любых технологически обусловленных и независимых схем работ.
Выполненные исследования, полученные и многократно апробированные на практике результаты использования математической модели множественной регрессии оценки значений технологической трудоемкости работ, стоимости работ, значений определяющих КТО для обеспечения решения задач альтернативной технологии, оценки и обеспечения электромонтажной технологичности комплексов ЭОС в процессе проектирования, представляют новый научный результат как методологию решения проблем и задач П уровня — создание системы измерителей (оценок), принадлежат лично автору и существенно отличаются от других предложений.
Использование разработанной методологии, методов, моделей, инженерных методик в промышленности (судостроительной, электромонтажной, судоремотной) позволяет снизить все виды затрат, связанных с решением задач технологической подготовки производства, планирования и управления производством, обеспечения технологичности конструкции изделий, планирования оптимальных технологических схем работ.
В 6-ой главе обоснована необходимость, разработаны и предложены к использованию при проектировании непрерывная схема, методы и модели оценки определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования в обеспечение решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР. В процессе решения задач альтернативной технологии ЭМР различного уровня уточнен состав определяющих КТП, обусловленный декомпозицией альтернативной технологии ЭМР на элементы (ОР, схемы работ), необходимостью получения оценок значений трудоемкости. Разработана непрерывная многошаговая информационная схема оценки значений определяющих КТП. Предложены методы и модели оценки: - длины магистральных кабелей; - дайны местных кабелей; -массы кабельной сети,с использованием корреляционно-регрессионного анализа и синтеза.
Разработан уникальный метод построения диаграмм распределения жил и отрезков кабелей вдоль основных осей судна в судовых координатах. На основе использования диаграмм разработаны методы и модели оценки: - значений определяющих КТП; - длины магистральных кабелей; - объемов кабельных трасс, объемов кабельных шахт; — площадей перехода кабелей (кабельных коробок, вырезов и т.д) через водонепроницаемые переборки, границы помещений (перегородки, выгородки), границы технологических районов электромонтажа, границы блок-модулей судов; — состава кабелей и электрооборудования в пределах укрупненных и детальных объектов работ; — технологической завершенности систем судового ЭО в пределах укрупненных объектов работ.
Идеи и разработанные методические подходы, алгоритмы, модели принадлежат лично автору, предложены к использованию для решения задач проектирования ЭОС, обеспечения
электромонтажной технологичности конструкции судового ЭО, задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, задач технологической подготовки судового электромонтажного производства.
В 7-ой главе изложены основные положения системы оценки и обеспечения электромонтажной (производственной) технологичности комплексов судового электрооборудования во взаимосвязи с решением задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР. Целью решения задач обеспечения электромонтажной технологичности является придание таких свойств конструкции судового электрооборудования, которые обеспечивают минимизацию затрат труда на выполнение ЭМР, как основного показателя альтернативной технологии ЭМР. С другой стороны решениями задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР (глава 4) предусмотрен учет и реализация требований сокращения трудоемкости ЭМР в системах ВО.
Последнее обстоятельство определяет необходимость своевременной передачи управления показателем Тэмр системе обеспечения электромонтажной технологичности конструкции (ЭМТК) ЭОС, что эффективно не позже окончания этапа технического проектирования, т.к. затрагивает до 80 % объемов работ на судне. Таким образом, основными научными результатами, полученными автором ранее, подтвержденными и дополненными решениями главы б, названы:
- выбор определяющих параметров и показателей ЭМТК, совпадающих с определяющими показателями (глава 5) и параметрами (глава 6) альтернативной технологии ЭМР;
- исследование и обоснование комплексного показателя ЭМТК — значения технологической трудоемкости ЭМР - основного показателя альтернативной технологии ЭМР;
- реализация требований обеспечения ЭМТК в процессах проектирования, 11111, выполнения ЭМР, как комплекс взаимоувязанных мероприятий, обеспечивающий реализацию шаговых решений оптимальной альтернативной технологии ЭМР, направленных на сокращение трудоемкости ЭМР в обеспечение достижения цели (7).
В предложенном подходе реализация требований оптимальной альтернативной технологии ЭМР обеспечивается в процессе проектирования ЭОС, т.е. в сфере возникновения затрат (Тэмр). При отсутствии возможности управления в сфере возникновения затрат следует учитывать требования систем ВО как ограничения решения задач альтернативной технологии ЭМР (7).
Увязку решений предложено выполнять на основе информационных схем оценки и обеспечения электромонтажной технологичности и информационной схемы планирования альтернативной технологии ЭМР, укрупненной и уточненной схем входов-выходов. Взаимный учет системных требований предложено выполнять с использованием показателя уровня электромонтажной технологичности:
Т,мр-Ёат,
Уэмгк=-=г*-. (51)
*эмр
где Тэмр - значите технологической трудоемкости ЭМР на судне; £ ЛТ - сокращение тех-
¿ч
нологической трудоемкости в процессе реализации множества проектных решений ] = 1, т.
Предложено учитывать результаты решения задачи оптимального планирования альтернативной технологии ЭМР, выявляющие требования к системам окружения, в виде перегруза по объемам работ стапельных, достроечных, сдаточных для укрупненных ОР:
Б, (т) = 2 дт( = Ё (ГотГ5 - Гот"* ) > 0 (52)
.=1 ы
и в детальных ОР (ЭР):
2>Т;1=Е(рГ-РГ)-«.<°
(53)
Обозначения величин в (52) и (53) соответствуют обозначениям, принятым в (15), (16), (20), (21).
С учетом изложенного предлагается выполнять оценку лимитного значения уровня электромонтажной технологичности у™гк:
/эыгк ~1 — '
(54)
v"™
У эмтк
= 1—'
(55)
где Уэ^к - подлежит обеспечению на этапах проектирования ЭОС как требование альтернативной технологии.
Анализ использования систем управления проектами для предприятий судостроения показывает, что существующие системы (BRAIN, ООО "Брейн", СПб; TR1BON, Мальмё, Швеция и др.) являются дорогостоящими, не учитывают особенностей организации судостроительного производства на предприятиях РФ, не содержат модулей по технологии ЭМР, поэтому рекомендуются для доработки, в том числе с использованием результатов настоящих диссертационных исследований.
В 8-ой главе разработана непрерывная комплексная система оценки технико-экономических показателей (ТЭП) электромонтажного производства в обеспечение альтернативной технологии ЭМР, включающая учет экономических отношений и рынка РФ. Предложенный подход, в отличие от существующих, позволяет объективно увязать на системной основе результаты решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, определять обоснованные количественно требования по пересмотру стоимости работ по договору, этапную программу поступления необходимых денежных средств в обеспечение оптимальных схем работ.
В основу оценки стоимости положена (в соавторстве с A.A. Тимофеевой) матричная модель оценки издержек электромонтажного производства. Однако в отличие от других авторов (к.э.н. A.A. Тимофеевой, к.э.н. В.А. Гончарова) в настоящей диссертации предложено выделить параметрические, инфляционные составляющие и итоговую оценку себестоимости ЭМР на судне в виде:
Сэм,» (Т) = с;^ (Т) ■ К, (Сэур (т));
(L) = ОМР
(L)K,(C
эмр (L));
D(L) = D*(L)K,(D);
A«« (т)=(т) - к, (а) ;
В(А(Т)) = В'(А(Т))К,(А);
.(т)
^эмр (L» Т):
(Р+С^
(56)
где С^мр(т), Сэмр(Ь), П>" (Ь), А^ (т), В*(А(Т)) - параметрические зависимости оценки себестоимости ЭМР, материалов (О), основной зарплаты (А), накладных расходов (В) в зависимости от значений трудоемкости ЭМР (Т), длины кабеля (Ь); К, (СЭМР (т)), К, (Сэмр (ь)), К, (о), К, (А). — временные (инфляционные) составляющие себестоимости ЭМР, отражающие также внутреннюю экономическую политику предприятия. Использование множе-
ства оценок одной и той же величины обосновано необходимостью снижения систематической (методической) погрешности оценки (см. главу 5).
Учет отличий инфляционных процессов на момент заключения договора и окончательных расчетов за выполнение ЭМР предложено выполнять с использованием оценки верхнего предела договорной цены в виде:
0>МР " Оэмр
(Ь,Т)-К, (См), (57)
где С^р (Ь,Т) — средняя оценка, полученная с использованием (56), К* (См) - инфляционная составляющая договорной цены на момент заключения (выполнения) договора.
Нижний предел договорной цены с учетом временных изменений определяющих составляющих издержек электромонтажного производства предложено оценивать в виде: С?МР=[С(иК1(о) + В(А(Т))-К,(А)+А(т)К,(А)(1 + Кдгф+К„,)], (58) где Кд ,ф, Кв з - коэффициенты доплат к тарифному фонду, нарастания затрат; значения коэффициентов определяются для конкретного предприятия внутренними экономическими решениями.
Учет плановой прибыли, платы за кредит предусмотрено выполнять дифференцированно в зависимости от этапной программы поставок комплектующего ЭО и кабеля:
СЭМР1=С;мр(ЦТ)-К,(См)-(1 + г) + ДСа), (59)
где СЭМР1 - оптовая цена ЭМР на судне; Сэмр(Ь, Т) - см. (56), Кс(См) - см. (57), г - плановая
прибыль, ДС(Г) - плата за кредит.
Учет серийности постройки (Кс), освоенности производства ЭМР, изменения стоимости доллара Кс($), дополнительных затрат (ДСд0п.), связанных с результатом решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии, обусловленных выходом в системы внешнего окружения, определяет значение оптовой цены ЭМР на судне:
СэмР8={оа) К1(О)+[В(А)-К1(А)+А(Т) К,(А)(> + К,тф +К.1)].К0}х ^
хК,($)(1 + г)+ДС(0 + ДС„„.
Разработанные регрессионные зависимости оценки параметрических составляющих по данным построенных заказов предприятиями Северо-западного региона за 1991... 1995 г.г. удовлетворяют требованиям состоятельности, эффективности, несмещенности (см. главу 5), погрешность итоговой оценки — 4,2%. На основе использования расчетных зависимостей оценки себестоимости ЭМР и ее составляющих с учетом этапной программы поставок комплектующего ЭО, кабеля, материалов разработана методика определения поступления необходимых денежных средств в обеспечение оптимальной альтернативной технологии ЭМР. При этом предложено получать оценку средней скорости поступления денежных средств, как среднюю скорость инвестиций:
ДС ОэМРг
1эмр-
(61)
где СДМР[ - см. (59), ЦМР - срок выполнения ЭМР, ^ - срок заключения договора на выполнение работ.
С учетом стохастической модели технологии ЭМР (глава 3), постановки и решения задач стохастического планирования альтернативной технологии ЭМР предложен аналогичный стохастический подход в оценке стоимости ЭМР в виде:
(Ь,Т)+ДС1(р), (62)
где С:,ыр (Ь,Т) - см. (56), ДСг(р) - изменение стоимости ЭМР с учетом стохастических факторов производства (оценивается аналогично стохастическому значению трудоемкости ЭМР (см. главу 4).
Изложенный новый научный подход в оценке (прогнозе) стоимости ЭМР и ее составляющих включает новую методологию, методы, модели, разработанные на системной основе в обеспечение реализации оптимальной альтернативной технологии ЭМР, принадлежит автору.
В 9-ой главе систематизированы и обобщены результаты работы, сформулированы общие принципы и стратегия оптимального управления проектом-технологией ЭМР, как большой технической системой.
Разработаны предложения по использованию теоретических положений, методических подходов, алгоритмов, математических моделей решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР в практике проектирования, строительства, ремонта судов для решения проблем подготовки электромонтажного, судостроительного, судоремонтного производств (предприятий), производственной (ремонтной) базы речных и морских паро-ходств [39...48].
Реализация результатов работы в промышленности представлена в виде утвержденных и использованных инженерных методик, включенных в состав документации проектных решениях, актах внедрения. Систематизировано программное обеспечение решения многочисленных задач планирования и управления оптимальной альтернативной технологией ЭМР, включая детерминированные факторные и стохастические модельные подходы, предложена доработка ПО по требованиям конкретных предприятий.
В заключении приведены итоги выполненных исследований, как теоретическая основа решения значительной по объемам и сложности проблемы управления технологией монтажа судового электрооборудования на системной основе.
Основные результаты работы:
1. С целью повышения эффективности судового электромонтажного производства созданы теоретические основы решения научно-технической проблемы управления технологией монтажа судового электрооборудования как большой технической системой на этапах проектирования, подготовки электромонтажного производства и выполнения ЭМР:
- выполнена декомпозиция технологии ЭМР на составляющие элементы в пространстве и времени в иерархии, обусловленной объективным отражением состава и последовательности выполняемых работ по монтажу судового ЭО в объектах работ различного уровня (укрупненных, детальных), особенностей конструкции судна, его насыщения судовыми устройствами, механизмами, электрооборудованием, технологией строительства, составом и размещением элементов судового ЭО в пространстве судна, а также условий выполнения ЭМР конкретным электромонтажным предприятием (цехом);
- установлен состав систем ВО, влияющих на технологию ЭМР;
- определены и систематизированы параметры, показатели, факторы, связи элементов БТС - технологии ЭМР в целом и составляющих элементов между собой и с системами более высокого уровня, включая внешнее окружение;
- выявлено и систематизировано множество факторов (систем внешнего окружения и внутренних электромонтажного производства) по характеру их влияния на параметры, показатели, ограничения технологии ЭМР, а также по области их возникновения;
- установлены количественные методы учета влияния множественных факторов на изменение основных параметров и показателей технологии ЭМР;
- разработаны и предложены модели технологии монтажа судового ЭО, адекватные технологии строительства судов, учитывающие динамику и будущие неизвестные условия производства:
• сетевая детерминированная факторная модель, содержащая факторы производства, известные на момент принятия решений;
• сетевая стохастическая модель, содержащая неизвестные, случайным образом изменяющиеся факторы производства;
меняющиеся факторы производства; • календарная модель загрузки, рассчитанная на основе детерминированной и (или) стохастической сетевой модели, а также календарные модели загрузки работами специализированных цехов, участков, бригад, позволяющие увязать потребности технологии более высокого уровня, систем ВО с возможностями конкретного электромонтажного предприятия, в т.ч. при любой форме организации труда;
- сформулированы цели управления технологией ЭМР - максимальное согласование потребностей и возможностей в процессе планирования технологических схем работ;
- определены основные целевые функции и альтернативы целей процесса планирования и оптимизации решений альтернативной технологии ЭМР на всех уровнях планирования (укрупненном, детальном) на всех временных шагах (этапах) принятия решений, включая управление по объемам выполненных работ, по использованию трудовых ресурсов (абсолютной численности и ее изменению) в пространстве и времени;
- определены ограничения, учитываемые в процессе постановки и решения задач планирования, как требования систем внешнего окружения, более высокого уровня, а также ограничения исполнителя работ, в том числе занятого электромонтажными работами на других одновременно строящихся заказах;
- сформулированы составляющие задачи-компоненты альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства;
- разработана информационная схема принятия плановых решений по технологии ЭМР, взаимоувязанная с информационными процессами проектирования ЭОС и судна, его технологии строительства, условиями выполнения электромонтажных работ (будущих и текущих);
- разработаны и предложены методы постановки и решения задач-компонент планирования оптимальной альтернативной технологии, включающих:
а) "Build Graph" и "Technology Graph" , оптимизирующие (минимизирующие) рассогласование потребной технологии ЭМР (определяемой технологией строительства судна и возможно достижимой с учетом ограничений исполнителя работ) на основе итерационного процесса оптимизации сетевой и календарной модели за счет использования резервов времени событий и работ, обусловленных ограничениями узловых событий сетевой модели. Целевая функция достижения оптимального плана — минимизация шаговых н суммарных отличий объемов выполненных работ (нотребных и возможных);
б) стохастической модели планирования оптимальной альтернативной технологии, учитывающей будущие неизвестные, случайным образом изменяющиеся факторы производства, параметры, ограничения, связи составляющих задач-компонент. Стохастическая модель планирования позволяет определить наиболее вероятную продолжительность комплекса работ или любой выборки, наиболее вероятные значения аддитивных показателей, характеризующих процесс монтажа ЭОС - трудоемкость, стоимость, материалоемкость, энергоемкость для варьируемых условий выполнения ЭМР на любых предприятиях;
в) моделей детальных задач планирования и корректировки оптимальной альтернативной технологии на основе методов постановки и решения вариационных задач выравнивания ресурсов, целочисленного планирования, динамического программирования с учетом системных требований, ограничений, связей для основных целей (альтернатив целей).
г) модели определения динамической вариации критического пути при любом состоянии выполнения электромонтажных работ в процессе прогнозирования, планирования, управления (корректировки) альтернативной технологией ЭМР по выбранной цели (альтернативам целей).
2. Разработаны теоретические основы анализа и синтеза регрессионных зависимостей для оценки показателей и параметров трудоемкости, стоимости вццов (подвидов) ЭМР в объектах работ любого уровня на основе значений определяющих конструктивно-
технологических параметров судового электрооборудования.
3. Разработаны теоретические основы , состав и последовательность решения задач прогнозирования значений определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования, существенно влияющих на технологию ЭМР, для различных этапов проектирования.
4. Разработаны теоретические основы и методология оценки трудоемкости и стоимости ЭМР, учитывающие изменения условий производства, нестабильность рыночных отношений, а также вариации альтернативной технологии ЭМР, определяемые воздействием множества факторов электромонтажного производства.
5. Созданные теоретические основы решения научно-технической проблемы управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, позволили:
- ставить и решать системные задачи укрупненного и детального планирования и управления (корректировки) оптимальной альтернативной технологией ЭМР для любых этапов проектирования ЭОС и подготовки электромонтажного производства в любых условиях строительства по выбранной цели (целям);
- создать и использовать информационную базу постановки и решения задач планирования и управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, в процессе создания и совершенствования систем управления технологической подготовкой электромонтажного производства;
- решать задачи разработки регрессионных зависимостей оценки показателей затрат (трудоемкости, стоимости, материалоемкости, энергоемкости) для их использования в процессе решения задач Ш1I для любых этапов проектирования и подготовки производства с целью создания укрупненных трудовых и материальных нормативов предприятий;
- решать задачи определения длины, количества отрезков, количества жил кабелей, подлежащих монтажу на судах или в любом ОР, включая любую их выборку по заданному признаку, на основе построения диаграмм распределения отрезков (жил) кабеля;
- решать задачи прогноза объемов кабельных трасс, кабельных шахт, площадей переходов кабелей через непроницаемые переборки, бронепалубы, выгородки помещений и т.д.;
- решать задачи определения технически обоснованных и экономически целесообразных показателей агрегатирования судового ЭО, показателей электромонтажной технологичности с целью их обеспечения на этапах проектирования и 11111;
- решать задачи оценки и обоснования эффективности внедрения бригадных форм организации труда с оплатой по конечному продукту;
- решать задачу системной корректировки альтернативной технологии ЭМР и составляющих задач-компонент для любого (произвольного) состояния процесса монтажа судового ЭО на судах любых классов и назначений в любых условиях строительства;
- решать задачи планирования и управления технологией ЭМР в процессе ремонта, модернизации судов и судового электрооборудования.
6. Разработанные практические методы, алгоритмы, регрессионные зависимости оценок, методики решения задач оптимальной альтернативной технологии ЭМР использованы в процессах проектирования и подготовки производства:
- ЦКБ и КБ, судостроительными, электромонтажными предприятиями: ГУЛ "Адмиралтейские верфи", ОАО "Электрорадиоавтоматика", ГП "Океан" (г.Николаев), Севастопольский судоремонтный завод им. С.Орджоникидзе, в/ч 26420, ЦНИИ СЭТ, ЦНИИ ТС при выполнении НИР, экспертизе проектов, решении задач подготовки производства;
- Куйбышевской ремоетио-эксплуатационной базой нефтефлота в процессе решения задачи внедрения бригадной формы оплаты труда;
- Учебными заведениями кораблестроительного профиля, институтом повышения квалификации работников и специалистов судостроения.
7. Разработаны и реализованы в практике проектирования,
8. ТПП и выполнения ЭМР методические руководящие документы [39...48] решения задач оптимальной альтернативной технологии ЭМР, начиная с ранних этапов проектирования.
9. В результате выполненных исследований решена практическая и теоретическая проблема планирования и управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
10. Улучшилось качество подготовки специалистов -кораблестроителей специальностей 0140100, 0140400, 0140500 в процессе чтения лекций, выполнения дипломного и курсового проектирования.
Публикации, отражающие основное содержание диссертации,
1. Герман Г.В., Быков М.В., Бажанов К.Ю., Лазаревский H.A., Пронин Ю.И. О повой методологии оценки трудоемкости электромонтажных работ вновь строящихся судов. Экономика судостроительной промышленности, №2, 1986, с. 72...79.
2. Герман Г.В. Технология ЭМР, гибкая к изменяющимся условиям производства. Судостроение №1,2001 г., C.40...44.
3. Герман Г.В. Оптимальная альтернативная технология ЭМР. Методы и алгоритмы решения задач планирования. Судостроение №2 2002 г. с. 39-43.
4. Герман Г.В. Определяющие параметры, показатели и факторы альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства. Метрологическая Академия, Вестник Северо-Западного отделения, вып. 8,2001 г. с 54 - 70.
5. Герман Г.В. Метрологические проблемы создания системы оценки показателей альтернативной технологии ЭМР. Метрологическая Академия. Вестник Северо-Западного отделения, вып. 8, 2001 г. с 71 - 72 .
6. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Параметры трудоемкости и стоимости работ на основе укрупненных нормативов Сб. "Технология судостроения" №5 1991 г., с. 65...67.
7. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Быков М.В. Об одном методе оптимизации показателей агрегатирования судового электрооборудования Сб. "Технология судостроения" №12, 1987., с. 44...49.
8. Герман Г.В. Киреев Ю.Н., Проблемы агрегатирования СЭУ. Грулы ЛКИ, 1990 г., с. 136...139.
9. Герман Г.В., Лазаревский H.A. Нормативная технологическая система судового электромонтажного производства Сб. "Технология судостроения", №12, 1989, с. 51. ..55.
Ю.Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Агрегатирование судового электрооборудования в процессе проектирования судов модульно-агрегатным методом. Труды Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение технического уровня судостроительного производства в XIII пятилетке". ВНТО им. акад. Л.Н. Крылова, ЦНИИ ТС, Л.: Судостроение, 1990 г, С.172...175.
11. Герман Г.В., Лазаревский H.A. Оптимизация технологического плана электромонтажных работ на ранних этапах проектирования. Там же, с. 175,176.
12. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Проблемы агрегатирования судового электрооборудования (по итогам совещания по проблемам модульного судостроения "Модуль-87"). Сб. Судостроительная промышленность, сер. Судовая электротехника и связь. №б. 1988, с.79.,.84.
13. Герман Г.В., Лазаревский H.A., Тепляков М.В. Развитие и основные залами технологии электромонтажных работ. Сб. Технология судостроения. № 3, с. 48...53.
14. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Совершенствование технологии монтажа электроэнергетических систем и управление трудоемкостью работ. Сб. Технология судостроения. №3, 1991, с. 53...59.
15. Герман Г.В., Киреев Ю Н. Параметры трудоемкости и стоимости электромонтажных работ на основе укрупненных параметров. Сб. Технология судостроения. №5, 1991, с. 65...67.
16. Герман Г.В., Никитенко А.А, Киреев Ю.Н. Оптимизационная модель судовых электромонтажных работ в зависимости от уровня механизации. Сб. Технология судостроения. №11, 1990, с. 7...9.
17. Словарь-справочник судового электромонтажника. Герман Г.В. "Монтажная технологичность комплексов судового электрооборудования" Л.: Судостроение 1990 г., с.ЗЗб.
18. Авторское свидетельство №719318 (СССР) Горшков А.И., Герман Г.В., Ильинский И.Н., Игнатьев В.И., Лазаревский H.A. Система передачи сигналов по оптическим каналам связи.
19. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Лазаревский H.A. Математическая модель оценки и обеспечения монтажной технологичности конструкции судов. Сб. Судостроительная промышленность, сер. Судовая электроника и связь, вып. 2, 1986, с. 76.,.79.
20. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Лазаревский H.A. Анализ существующих методов и разработка рекомендаций по оценке и обеспечению монтажной технологичности конструкции электрооборудовании и судов. Сб. Судостроительная промышленность, сер. Судовая электроника и связь, вып. I, 1986, с. 51...55.
21. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Лазаревский H.A. Характеристики и параметры монтажной технологичности кабельной сети судов. Сб. Технология судостроения №9, 1985, с.38,39.
22. Герман Г.В., Быков М.В., Киреев Ю.Н. Выбор и обоснование показателей агрегатирования судового электрооборудования в условиях МАМ-постройки. Сб. Технология судостроения №1 1, 1988, с.60...63.
23. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Оценка трудоемкости регулировочно-сдаточных работ электрооборудования судов при проектировании. Сб. Технология судостроения №12, 1991, с.54.,.57.
24. Герман Г.В. Обеспечение электромонтажной технологичности и прямолинейности прокладки при проектировании кабельных трасс. Сб. Технология судостроения №3, 1992, с.6,7.
25. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Проблемы агрегатирования судового электрооборудования. Судостроение №9. 1988. с.45,46.
26. Герман Г.В., Быков М.В., Киреев Ю.Н. Система показателей агрегатирования судового электрооборудования. Судостроительная промышленность, сер. Судовая электротехника и связь. №2(118), 1993, с. 37...49.
27. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Павлова Л.П. Технология постройки, монтажа и испытаний судовых электроэнергетических систем. Конспект лекций. Л.: ЛКИ. 1989, 56с.
28. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Павлова Л.П. Технология постройки, монтажа и испытаний судовых энергетических установок. Методические указания. Рабочая программа. Задания на контрольные работы. ЗФ, ЛКИ, Л., 1989г, 24с.
29. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Безус В.А. Оценка монтажной технологичности электрооборудования и автоматики судов при проектировании. Учебное пособие СПбГМТУ, С-Петербург, 1998г., 43с.
30. Герман Г.В., Безус В.А., Киреев Ю.Н., Солуянов П.В. Алгоритм проектирования оптимальной сети питания ручного электроинструмента. Судостроение, №5, 1997, с.59.
ИЦ СПбГМТУ Зак. 2059. Тир. 100. Печ. листов 2,0.
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Герман, Галина Валентиновна
Книга 1 Лист
1. Введение.
2. Анализ существующей практики проектирования и направления совершенствования организационно-технологических схем электромонтажных работ (ЭМР).
2.1. Уточнение терминов и определений в области технологии ЭМР.
2.2. Анализ существующих правил проектирования организационно-технологических схем ЭМР.
2.3. Анализ существующих организационно-технологических схем ЭМР.
2.4. Анализ выполненных исследований по созданию новых организационно-технологических схем ЭМР. Достоинства и недостатки.
2.5. Обзор и анализ перспективных технологических методов формирования кораблей перспективной постройки ведущих зарубежных верфей.
2.6. Определение и обоснование методологии исследований.
2.7. Формулировка задачи исследования.
2.8. Выводы.
3. Исследование, анализ и разработка организационно-технологической схемы ЭМР на основе системного подхода.
3.1. Принципы выбора критерия для оценки варианта технологии ЭМР.
3.2. Исследование потребностей, определение и выбор цели.
3.3. Анализ влияющих факторов электромонтажного производства (внешних (окружения) и внутренних).
3.4. Определение состава и иерархии объектов работ (в пространстве и времени), по видам и подвидам ЭМР.
3.5. Укрупненная модель входов-выходов технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
3.6. Разработка детерминированной модели технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
3.7. Разработка стохастической модели технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
3.8. Выводы.
4. Исследование, разработка и оптимизация задач планирования технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
4.1. Анализ существующей последовательности процесса планирования технологии ЭМР.
4.2. Анализ и обобщение системных требований к планированию технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
4.3. Информационная схема планирования, корректировки и управления альтернативной технологией ЭМР.
4.4. Укрупненная схема входов-выходов системы планирования альтернативной технологии ЭМР для многоэтапной временной последовательности принятия решений.
4.5. Разработка методов, алгоритмов, моделей составляющих задач (подзадач) -компонент планирования и оптимизации альтернативной технологии ЭМР.
4.6. Алгоритмы, методы, модели определения значений параметров и показателей альтернативной технологии ЭМР.
4.7. Методики планирования и корректировки оптимальной альтернативной технологии ЭМР в процессе подготовки производства и выполнения работ.
4.8. Выводы.
5. Разработка непрерывной многошаговой схемы оценки показателей трудоемкости в обеспечение планирования альтернативной технологии ЭМР.
5.1. Обоснование необходимости создания непрерывной многошаговой схемы оценки трудоемкости ЭМР.
5.2. Определяющие параметры, показатели, методы оценки значений технологической трудоемкости ЭМР.
5.3. Оценка погрешности вычисления показателей и параметров технологии ЭМР, получаемых с использованием различных методов.
5.4. Непрерывная многошаговая многопараметрическая схема оценки показателей технологической трудоемкости в обеспечение решения задач планирования альтернативной технологии ЭМР.
5.5. Выводы.
6. Разработка и обоснование непрерывной схемы, методов и моделей оценки определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования.
6.1. Уточнение состава определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования.
6.2. Разработка информационной схемы оценки определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования.
6.3. Методы и математические модели оценки определяющих конструктивно-технологических параметров.
6.4. Выводы.
7. Обеспечение электромонтажной технологичности комплексов судового ЭО. Учет показателей электромонтажной технологичности при планировании альтернативной технологии ЭМР.
7.1. Теоретические основы системы оценки и обеспечения электромонтажной технологичности комплексов судового электрооборудования.
7.2. Обоснование и взаимный учет системных требований оптимальной альтернативной технологии ЭМР и электромонтажной технологичности комплексов судового ЭО.
7.3. Дополнительные задачи обеспечения электромонтажной технологичности и учет результатов их решения в процессе планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР.
7.4. Выводы.
8. Разработка непрерывной комплексной системы оценки технико-экономических показателей электромонтажного производства в процессе планирования альтернативной технологии ЭМР.
8.1. Анализ существующих методических подходов в оценке издержек электромонтажного производства.
8.2. Обоснование методологического подхода в оценке себестоимости и издержек электромонтажного производства.
8.3. Разработка методов, алгоритмов, моделей оценки себестоимости ЭМР, издержек производства и их составляющих в обеспечение альтернативной технологии ЭМР.
8.4. Выводы.
9. Разработка предложений по использованию результатов диссертационной работы в практике проектирования, строительства, ремонта, переоборудования и модернизации судов и кораблей.
9.1. Использование теоретических положений, методических подходов, алгоритмов, математических моделей задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР.
9.2. Реализация предложений по использованию результатов диссертациоиных исследований
9.3. Методические разработки.
9.4. Программное обеспечение.
9.5. Выводы.
Введение 2001 год, диссертация по кораблестроению, Герман, Галина Валентиновна
Существующие организационно-технологические методы выполнения электромонтажных работ (принципиальная технология ЭМР), планируемые на ранних этапах проектирования [1], определяют состав объектов работ - технологических районов электромонтажа, технологическую последовательность монтажа в них кабеля и электрооборудования, применяемые технологические процессы, инструмент, оснастку, средства технологического оснащения (СТО), стендовое оборудование. Нормативно-технической документацией определены различные виды принципиальной технологии - параллельная, автономно-районная (APT), агрегатно-блочная (АБТ) и их модификации [1,2].
Выбор вида принципиальной технологии обусловлен классом судна, методом формирования корпуса, насыщенностью судна электрооборудованием, в том числе технологических районов, длиной прокладываемого кабеля, объемами агрегатирования электрооборудования, серийностью строительства и т.д.
В процессе строительства судов и выполнения электромонтажных работ наблюдаются отклонения от планируемой технологической последовательности работ в объектах электромонтажа, что обусловлено как объективными, так и субъективными факторами производства. Так, несвоевременность сдачи строительных районов, блоков под электромонтаж, задержки поставок комплектующего судового электрооборудования, дефицит материалов, замена СТО и инструмента, некомплектность и изменения в проектной и рабочей конструкторской документации уже в процессе ТПП и выполнения работ приводят к объективной невозможности соблюдения планируемой технологической последовательности выполнения ЭМР, к замене предусмотренных проектной документацией технологических схем, процессов и операций электромонтажа, к отступлению при использовании материалов и комплектующих изделий.
Изменения условий выполнения работ в соответствии с требованиями производства также приводят к отступлению от принятой в проекте принципиальной технологии, изменению технологической схемы выполнения работ, одновременному применению элементов различных видов принципиальной технологии на одном судне. Так, например, дефицит кабеля, особенно герметизированного, приводит к необходимости первоочередной заготовки и затяжки магистральных кабелей, а не местных, как это предусмотрено APT, АБТ, к необходимости выполнения ЭМР как в агрегатированных сборочных единицах, блоках, так и в строительных районах, соответствующих укрупненным технологическим районам электромонтажа. Использование кабельных соединителей позволяет выделять трассы магистральных кабелей в самостоятельные AMP, переходя на другую схему выполнения работ, отличающуюся от планируемой. Эти и другие факторы судостроительного, электромонтажного производства, а также необходимость отработки всех технических, проектных, технологических решений в процессе строительства головного судна диктуют необходимость создания технологии выполнения ЭМР, отличающейся от выше названных, гибкой к изменяющимся условиям строительства судов и выполнения ЭМР. Названная технология должна обеспечивать управляемость процессом проектирования, корректировки и реализации оптимальных организационно-технологических схем монтажа судового электрооборудования в многоэтапной схеме принятия решений при проектировании, технологической подготовке электромонтажного производства и выполнении ЭМР.
Предприятия различных форм собственности, участвующие в конструкторской и технологической подготовке судостроительного и электромонтажного производства, строительстве судов, принимают па себя в соответствии с договорными обязательствами выполнение определенных объемов работ в заданные сроки при надлежащем качестве по согласованной цене. При этом издержки судостроительного и электромонтажного производств будут определяться не только условиями выполнения работ, технической оснащенностью предприятий, организационно-технологической схемой работ, но и в значительной степени принятыми техническими, проектными, технологическими решениями при проектировании судов и судового электрооборудования [3].
Таким образом, затраты электромонтажного производства, как подвида судостроительного производства, оцениваемые по результатам монтажа судового электрооборудования, определяются его технологичностью, с одной стороны, принятыми организационно-технологическими схемами и условиями выполнения ЭМР, с другой стороны. Разновременность процессов проявления свойств технологичности, определяемых всеми видами затрат денежных, трудовых, материальных, энергетических при выполнении ЭМР, и процессов управления этими свойствами, а также многообразие связей между конструктивно-технологическими параметрами судового электрооборудования и показателями затрат в планируемой технологической схеме ЭМР диктуют необходимость использования методологии системного подхода в процессах исследования и разработки новых гибких организационно-технологических схем ЭМР для различных этапов жизненного цикла судов. Указанные особенности обуславливают необходимость рассмотрения сложной технической системы - судового электрооборудования, как подсистемы судна, во временном процессе формирования и управления свойствами этой подсистемы с целью оптимизации затрат электромонтажного производства в процессе строительства судов.
Названный подход, базируясь на системных принципах управления большой технической системой - электрооборудованием судов, на различных этапах жизненного цикла судна (проектирования, ТПП, строительства), позволяет увязать этот процесс в многоэтапную схему принятия оптимальных технологических решений, основанную на достоверных математических методах оценки и прогноза с учетом детерминированных (планируемых) и варьируемых факторов судостроительного и электромонтажного производства; позволяет осуществить оценку и реализацию оптимальных (по выбранному критерию) гибких технологических схем выполнения ЭМР с учетом показателей технологичности ЭОС, а также разбивки на объекты работ, последовательности затяжки и монтажа кабелей и электрооборудования, необеспеченности к началу выполнения ЭМР по объективным и субъективным причинам, а также предпринять действия, направленные на ликвидацию последствий отступлений от проектной технологии с наименьшими затратами.
Комплексы судового электрооборудования (электрооборудование судов) представляют не один объект, а совокупность объектов, свойства и поведение которых определяются как в процессах проектирования нового судового электрооборудования, судна и его насыщения, в том числе электрооборудованием, судовыми системами и механизмами, так и в процессах проектирования, реализации и управления организационно-технологическими схемами строительства судов и выполнения ЭМР (рис. 1.1).
Исследованию поведения сложных технических систем во взаимоувязанных варьируемых процессах посвящено множество работ [5,6,7,8,9 и другие], в которых предлагается рассматривать и описывать поведение сложных систем дифференциальными уравнениями [7], дискретными состояниями и переходами на основе вариационных методов исчисления [8,9]. Следуя указаниям [6,10], можно выделить основные черты сложных систем: сложная система содержит некоторое число взаимосвязанных подсистем; разбиение системы на подсистемы носит неформальный характер и определяется целями исследования; сложная система характеризуется многомерностью и иерархической структурой; каждая из подсистем имеет свою цель; итоговое поведение системы зависит от поведения каждой из подсистем, связями между ними и с системой более высокого уровня; к сложной системе предъявляются требования со стороны других систем, внешних или более высокой иерархии, т.е. сложная система многокритериальная; различные подсистемы имеют разнообразную природу, определяемую их различной физико-технической сущностью, проявляемой в различных процессах; различные подсистемы обладают различными структурами, объединение подсистем в систему может реализовываться различными способами, что приводит к разнообразию структуры слож
Строительство судов
1 Г 1 г
Условия строительства судов и выполнения ЭМР
Рис. 1.1
1. Судно и общссудовые системы.
2. Проектная технология строительства.
3. СЭУ.
4. ЭОС.
5. Проектная организационно-технологическая схема ЭМР.
6. Рабочая технология строительства.
7. Рабочая технология ЭМР.
8. Выполнение ЭМР. ной системы; функционирование подсистем определяется единой целью для системы в целом.
Системный подход- это совокупность методов изучения сложной системы, рассматриваемой как совокупность взаимосвязанных подсистем, проявляющих свои свойства, как свойства единой системы в различных процессах общественного производства.
Согласно [6] системотехнический подход в постановке и решении задачи определяется ее сложностью, а также учетом расширения потребностей и окружения. При этом под окружением следует понимать все внешние к системе факторы, которые оказывают на нее воздействие и которые испытывают воздействие с ее стороны: состояние технологии строительства, собственно технологии выполнения ЭМР, другие системы (судно и судовое оборудование), с которыми должна быть согласована данная (ЭОС); потребности системы - это состояние напряжения или неравновесие в окружении, достигаемое при введении новых систем или при эволюции старых.
Методология системотехнических исследований в качестве основополагающего использует метод исследования операций [6]. Метод исследования операций включает в себя описание подсистем сложной системы не автономно, а с учетом ее связей с другими подсистемами и системой в целом; подсистема может рассматриваться как система, обладающая различными функциями (свойствами), которые рассматриваются в аспекте проявления свойств системы в целом по выбранной цели (выбранному критерию (критериям)).
Поскольку процессы поведения системы и проявления ее свойств рассматриваются на конкретном временном этапе в конкретных условиях производства, а процесс управления этими свойствами отличается иными временными шагами (этапами) принятия решений, видоизменяющих эти свойства, следует рассматривать этапы исследования и управления свойствами системы для достижения конкретных целей, взаимоувязанными в большую техническую систему - процесс технической (конструкторской и технологической) и организационной подготовки судового электромонтажного производства и выполнения ЭМР в составе процесса проектирования и строительства судов.
Таким образом, при решении проблемы создания и управления технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, следует рассматривать большую техническую систему - ЭОС в БТС - процессе проявления ее свойств на этапе монтажа судового электрооборудования.
Процесс технической и организационной подготовки электромонтажного производства (при проектировании и собственно ТПП), как правило, носит итерационный характер. Следовательно, необходимо сформировать единый обобщенный показатель, который будет определяться на множестве подсистемных показателей и свойств ЭОС в технологической схеме ЭМР. Этот единый обобщенный показатель позволит получить оптимальное (в смысле выбранной цели (целей)) решение по технологичности ЭОС и технологии ЭМР на различных этапах принятия решений (проектировании, ТПП, выполнении ЭМР).
Второй важной проблемой является проблема установления связей и иерархии подсистем для этапов проектирования, ТПП, выполнения ЭМР в БТС - создании и реализации технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства.
Проблема исследования и реализации оптимальных конструктивных решений ЭОС в процессе проектирования решена в [3] на основе принципов системного подхода. Вот почему в настоящей работе рассматриваются постановка и решение научно-технической проблемы проектирования оптимальной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, во взаимосвязи с оптимальной к этим условиям конструкции ЭОС в многоэтапной схеме принятия решений при проектировании, технологической подготовке производства и выполнения монтажа судового электрооборудования.
Проблема создания и реализации оптимальной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, представляет собой важную технико-экономическую и народнохозяйственную задачу, успешное решение которой позволит оптимально планировать и управлять электромонтажным производством, эффективно экономить затраты на строительство судов, а также получать адекватные будущим условиям строительства оценки стоимости, продолжительности, трудоемкости и выполнимости работ необходимого качества по монтажу судового электрооборудования при разработке и обосновании договорных обязательств.
Работы, обобщенные в диссертации, выполнялись автором при реализации целевой комплексной программы строительства судов (решения МСП № 4В-21/657 от 15.02.90, № МА-21/2354 от 06.06.90 и совместное № 10/5-2-029 от 05.05.92), а также при выполнении НИР [11,12,13,14,15,16].
Все вышеизложенное определило цель работы - повышение эффективности производства на основе создания и реализации научно-обоснованной системы управления процессом монтажа судового электрооборудования, учитывающий высокую динамику, многомерность, многосвязанность производственных процессов, изменения технологических последовательностей работ и наборов решений, принимаемых на различных этапах технологической подготовки производства и строительства судов.
Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:
- уточнить термины в области терминологии ЭМР;
- выполнить анализ, систематизацию и ранжирование параметров, показателей, факторов, ограничений технологии ЭМР;
- выполнить декомпозицию технологии ЭМР на составляющие элементы. Установить характер поведения и связи элементов между собой и системой более высокого уровня - технологией ЭМР - во времени и пространстве;
- разработать адекватное модельное отражение процессов монтажа судового электрооборудования, чувствительное к изменению условий производства;
- разработать методы достоверного прогноза и оценки параметров и показателей технологии ЭМР, обеспечивающие учет будущих неизвестных условий выполнения работ;
- разработать методы и модели постановки и решения укрупненных и детальных задач планирования технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства;
- выявить и обосновать критерии оптимизации решений;
- разработать методологию системного управления технологией ЭМР, обеспечивающую согласование потребностей Заказчика и возможностей Исполнителя работ;
- подтвердить экспериментально - расчетным путем и практическим внедрением результатов исследований правильность теоретических положений, достоверность оценок, адекватность математических моделей исследуемому процессу;
- разработать методы учета требований оптимальной альтернативной технологии ЭМР в процессах обеспечения электромонтажной технологичности комплексов судового электрооборудования, определения поступления необходимых денежных средств в обеспечение выполнения ЭМР.
В результате выполненных исследований впервые разработаны новые научные подходы в постановке и решении задач планирования, оптимизации и управления альтернативной технологией ЭМР;
- разработано принципиально новое модельное отражение процесса электромонтажа на основе использования детерминированных факторных и стохастических моделей сетевого н календарного планирования;
- разработаны методы и получены зависимости для достоверной оценки параметров и показателей технологии ЭМР, использующие определяющие конструктивно-технологические параметры ЭОС;
- впервые разработаны методы постановки и решения нелинейных задач планирования и оптимизации решений альтернативной технологии ЭМР по выбранному критерию для укрупненных и детальных схем работ;
- на основе теории систем управления большими техническими системами, теории систем автоматического управления разработана многоуровневая система управления альтернативной технологией ЭМР, обеспечивающая повышение эффективности судового ЭМП.
Полученные в результате теоретических исследований и экспериментальных расчетов результаты являются необходимым и достаточным основанием для решения задач планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, начиная с ранних этапов проектирования, прогноза решений по технологии с учетом будущих неизвестных условий выполнения работ, оптимального управления процессом выполнения ЭМР.
В результате исследований разработаны, утверждены и апробированы в промышленности методики решения задач оптимальной альтернативной технологии ЭМР (всего 8), основные положения альтернативной технологии реализованы в проектных решениях. Результаты диссертационных исследований использованы в учебном процессе в СПбГМТУ.
На защиту выносится основной результат диссертационных исследований - разработка теоретических основ и методов их практического использования в процессе управления проектом-технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, включающий:
- модельное отражение процесса монтажа судового электрооборудования на основе детерминированной факторной сетевой и календарной моделей, сетевой стохастической модели, декомпозиции технологии ЭМР на элементы во времени и пространстве, учета вариационных схем работ, связей и ограничений условий выполнения работ;
- методологию разработки математических моделей множественной регрессии, содержащих определяющие конструктивно-технологические параметры судов и судового электрооборудования, предназначенных для получения оценок значений параметров и показателей альтернативной технологии ЭМР, в том числе в условиях неполной известности информации;
- методы формирования критериев выбора оптимальных решений альтернативной технологии ЭМР;
- методологию решения нелинейных задач планирования, оптимизации и управления альтернативной технологией ЭМР, включая различные уровни управления (по объемам работ, первой и второй производной от объемов), направленную на повышение эффективности электромонтажного производства.
Существующие системы управления аналогичными проектами, предлагаемые в качестве коммерческого продукта с закрытым ПО для судостроительных предприятий РФ (BRAIN, ООО "Брейн", СПб, TREBON, Мальмё, Швеция, CADSS компании Computervision (1993) MS Project и др.) являются дорогостоящими (десятки и сотни тысяч долларов) и ие содержат модулей, определяющих технологию ЭМР. Для использования предлагаемого ПО, например, в процессе автоматизированного решения задач ТПП, должны быть изысканы значительные средства, которыми не всегда располагают малые и средние предприятия, закрытое ПО должно быть доработано для решения вышеназванных задач.
Разработки автора диссертационных исследований отражают организацию судостроительного и электромонтажного производства предприятий РФ, универсальны, использование их в промышленности обеспечивает повышение эффективности производства, экономию затрат, решение задач технологической подготовки в короткие сроки с наименьшими затратами с учетом специфики производственной деятельности конкретных предприятий, что приводит к повышению конкурентоспособности последних.
Реализация результатов диссертационных исследований в учебном процессе в СПбГМТУ обеспечивает повышение качества подготовки специалистов с учетом перспектив судостроения РФ.
Полученные решения представляют реализацию CALS-технологий в Российском судостроении. Универсальность разработанного подхода позволяет предложить результаты диссертационных исследований для судостроительных и судоремонтных видов производств.
Заключение диссертация на тему "Методология управления технологией монтажа судового электрооборудования"
Основные результаты работы определяются следующим:
1. Созданы теоретические основы решения научно-технической проблемы управления технологией монтажа судового электрооборудования как большой технической системой на этапах проектирования и подготовки электромонтажного производства:
- выполнена декомпозиция технологии ЭМР на составляющие элементы в пространстве и времени в иерархии, обусловленной объективным отражением состава и последовательности выполняемых работ по монтажу судового ЭО в объектах работ различного уровня (укрупненных, детальных), особенностями конструкции судна, его насыщенности судовыми устройствами, механизмами, электрооборудованием, технологией строительства, составом и размещением элементов судового ЭО в пространстве судна, а также условиями выполнения ЭМР конкретным электромонтажным предприятием (цехом);
- установлен состав систем ВО, влияющих на технологию ЭМР;
- определены и систематизированы параметры, показатели, факторы, связи элементов БТС - технологии ЭМР в целом и составляющих элементов между собой и с системами более высокого уровня, включая внешнее окружение;
- выявлено и систематизировано множество факторов (систем внешнего окружения и внутренних электромонтажного производства) по характеру их влияния на параметры, показатели, ограничения технологии ЭМР, а также по области их возникновения;
- установлены количественные методы учета влияния множественных факторов на изменение основных параметров и показателей технологии ЭМР;
- разработаны и предложены модели технологии монтажа судового ЭО, адекватные технологии строительства судов, учитывающие динамику и будущие неизвестные условия производства:
• сетевая детерминированная модель, содержащая факторы производства, известные на момент принятия решений;
• сетевая стохастическая модель, содержащая неизвестные, случайным образом изменяющиеся факторы производства;
• календарная модель загрузки, рассчитанная на основе детерминированной и (или) стохастической сетевой модели, а также календарные модели загрузки работами специализированных цехов, участков, бригад, позволяющие увязать потребности технологии более высокого уровня, систем ВО с возможностями конкретного электромонтажного предприятия, в т.ч. при любой форме организации труда;
- сформулированы цели управления технологией ЭМР - максимальное согласование потребностей и возможностей в процессе планирования технологических схем работ;
- определены основные целевые функции и альтернативы целей процесса планирования и оптимизации решений по альтернативной технологии ЭМР на всех уровнях планирования (укрупненной, детальной) на всех шагах (этапах) принятия решений, включая управление по объемам работ, по использованию трудовых ресурсов (абсолютной численности и ее изменению);
- определены ограничения, учитываемые в процессе постановки и решения задач планирования как требования систем внешнего окружения, более высокого уровня, а также ограничения исполнителя работ, в том числе занятого электромонтажными работами на других одновременно строящихся заказах;
- сформулированы составляющие задачи-компоненты альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства;
- разработана информационная схема принятия плановых решений по технологии ЭМР, взаимоувязанная с информационными процессами проектирования ЭОС и судна, его технологии строительства, оценки условий выполнения электромонтажных работ (будущих и текущих);
- разработаны и предложены методы постановки и решения задач-компонент планирования оптимальной альтернативной технологии, включающих: а) "Build Graph" и 'Technology Graph" , оптимизирующих (минимизирующих) рассогласование потребной технологии ЭМР с планируемой (возможно достижимой) на основе итерационного процесса оптимизации сетевой и календарной загрузки в укрупненных ОР с учетом детерминированных факторов производства, а также резервов времени путей и работ; б) стохастической модели планирования оптимальной альтернативной технологии, учитывающей будущие неизвестные случайным образом изменяющиеся факторы производства, параметры, ограничения, связи составляющих задач-компонент. Стохастическая модель планирования позволяет определить наиболее вероятную продолжительность комплекса работ или любой выборки, наиболее вероятные значения аддитивных показателей, характеризующих процесс монтажа ЭОС - трудоемкость, стоимость, материалоемкость, энергоемкость для варьируемых условий выполнения ЭМР на любых предприятиях; в) моделей детальных задач планирования и корректировки оптимальной альтернативной технологии на основе методов постановки и решения вариационных задач выравнивания ресурсов, целочисленного планирования, динамического планирования (программирования) с учетом системных требований, ограничений связей для основных целей (альтернатив целей); г) модели определения динамической вариации критического пути при любом состоянии выполнения электромонтажных работ в процессе прогнозирования, планирования, управления (корректировки) альтернативной технологией ЭМР по выбранной цели (альтернативам целей).
2. Разработаны теоретические основы анализа и синтеза зависимостей оценки показателей и параметров трудоемкости, стоимости видов (подвидов) ЭМР в объектах работ любого уровня на основе значений определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования.
3. Разработаны теоретические основы , состав и последовательность решения задач прогнозирования значений определяющих конструктивно-технологических параметров судового электрооборудования, существенно влияющих на технологию ЭМР, для различных этапов проектирования.
4. Разработаны теоретические основы оценки трудоемкости и стоимости ЭМР, учитывающие изменения условий производства, нестабильность рыночных отношений, а также вариации альтернативной технологии ЭМР, определяемые воздействием множества факторов электромонтажного производства.
5. Созданные теоретические основы решения научно-технической проблемы управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, позволили:
- ставить и решать системные задачи укрупненного и детального планирования и управления (корректировки) оптимальной альтернативной технологией ЭМР для любых этапов проектирования ЭОС и подготовки электромонтажного производства в любых условиях строительства по выбранной цели (целям);
- создать и использовать информационную базу постановки и решения задач планирования и управления альтернативной технологией ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, в процессе создания и совершенствования систем управления технологической подготовкой электромонтажного производства;
- решать задачи разработки регрессионных зависимостей оценки показателей затрат (трудоемкости, стоимости, материалоемкости, энергоемкости) для их использования в процессе решения задач ТПП для любых этапов проектирования и подготовки производства с целью создания укрупненных трудовых и материальных нормативов предприятий;
- решать задачи определения длины, количества отрезков, количества жил кабелей, подлежащих монтажу на судах или в любом ОР, включая любую их выборку по заданному признаку на основе построения диаграмм распределения отрезков (жил) кабеля;
- решать задачи прогноза объемов кабельных трасс, кабельных шахт, площадей переходов кабелей через непроницаемые переборки, бронепалубы, выгородки помещений и т.д.;
- решать задачи определения технически обоснованных и экономически целесообразных показателей агрегатирования судового ЭО, показателей электромонтажной технологичности с целью их обеспечения на этапах проектирования и ТПП;
- решать задачи оценки и обоснования эффективности внедрения бригадных форм организации труда с оплатой по конечному продукту;
- решать задачу системной корректировки альтернативной технологии ЭМР и составляющих задач-компоиент для любого (произвольного) состояния процесса монтажа судового ЭО на судах любых классов и назначений в любых условиях строительства;
- решать задачи планирования и управления технологией ЭМР в процессе ремонта, модернизации судов и судового электрооборудования.
6. Разработанные практические методы, алгоритмы, регрессионные зависимости оценки, методики решения задач оптимальной альтернативной технологии ЭМР использованы в процессах проектирования и подготовки производства:
- ЦКБ и КБ судостроительными, электромонтажными предприятиями: ГУП "Адмиралтейские верфи", ОАО "Электрорадиоавтоматика", ГП "Океан" (г.Николаев), Севастопольский судоремонтный завод им. С.Орджоникедзе, в/ч 26420, ЦНИИ СЭТ, ЦНИИ ТС при выполнении НИР, экспертизе проектов, решении задач подготовки производства;
- Куйбышевской ремонтно-эксплуатационной базой пефтефлота в процессе решения задачи внедрения бригадной формы оплаты труда;
- Учебными заведениями кораблестроительного профиля, институтом повышения квалификации работников и специалистов судостроительной отрасли, при чтении лекций, выполнении дипломного и курсового проектирования студентами специальностей 00140400,00140600,000721000.
7. Выпущен комплекс руководящих документов, включающих:
- методику оценки и обеспечения монтажной технологичности конструкции судов (78.211-034-85);
- математические модели оценки монтажной технологичности конструкции судов. Методика разработки (78.211-033-85);
- методику оценки трудоемкости и стоимости электромонтажных работ на судах;
- методику оценки трудоемкости электромонтажных работ на судах с длиной кабеля свыше 3000 км. (КЛГИ.360 025.037)
- методику расчета (обоснования) договорных цен электромонтажных работ для заказов судоремонта, переоборудования, модернизации на основе укрупненных нормативов (КЛГИ.360 025.029)
- технология постройки, монтажа и испытаний судовых электроэнергетических систем. Ремонт судового электрооборудования. Методические указания к курсовой работе, и др. '
8. Решена научная и практическая проблема разработки методологии управления технологией монтажа судового электрооборудования.
9. Улучшилось качество подготовки специалистов-кораблестроителей за счет включения теоретических основ и практических методов решения задач управления альтернативной технологией ЭМР на системной основе в учебные программы по специальностям 0140100,0140400,0140500 в форме:
• лекционного материала;
• курсового и дипломного проектирования;
• использования учебных пособий [например,142].
Заключение
Итогом выполненных исследований является разработка теоретических основ решения проблемы управления технологией монтажа судового электрооборудования на системной основе.
Библиография Герман, Галина Валентиновна, диссертация по теме Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства
1. ОСТ.6182-81 Отраслевой стандарт. Электромонтаж на судах. Правила разработки проектов принципиальных положений технологии монтажа и сдачи электрооборудования. Основные положения, 1981.
2. Лебедев М.С., Иванов Е.А., Адашев B.C., Лазаревский Н.А. Электромонтаж при блочной постройке судов. Справочник, Л: Судостроение, 1984.
3. Герман Г.В. Разработка и реализация при проектировании требований монтажной технологичности комплексов электрооборудования судов. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Ленинград: 1988.
4. ГОСТ 14.205-83 -ЕСТПП. Технологичность конструкций. Термины и определения. ГК СССР по стандартизации, М,: Из-во стандартов, 1983.
5. Соболь И.М., Стойников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями, М.: Наука, 1983, 162 с.
6. А.Холл. Опыт методологии в системотехнике, М.: Советское радио, 1975.
7. Смышляев П.П., Лыкосов В.М., Осипов Л.П. Управление технологическими процессами (математические модели), Л.: изд-во Ленинградского университета, 1989.
8. Х.Таха. Введение в исследование операций, М.: Мир, 1985.
9. Вентцель Е.С. Исследование операций, М.: Советское радио, 1972.
10. Глушков В.М. Автоматизированные системы управления. М.: Экономика, 1972.
11. Отчет о научно-исследовательской работе «Исследование вариантов принципиальной технологии постройки судов, существенно влияющих на сроки проведения электромонтажных работ», ЦНИИ ТС, АК "Ритм-Технопроект" С-Петербург, 1993.
12. Войчинский А.И., Лебедев О.Т., Юделевич М.А. Организационно-технологический базис и научно-технический прогресс, М.: Высшая школа, 1991.
13. Технология судостроения. Под редкацией В.Д. Мацкевича, Л: Судостроение, 1971.
14. Адашев B.C. Методика разработки плана электромонтажа при модулыю-агрегатиом методе постройки судов. ВНТО им акад.А.Н.Крылова. Материалы по обмену опытом, вып.521. С-Петербург, Судостроение, 1992.
15. Методика разработки плана электромонтажа при модульно-агрегатном методе постройки судов. КЛГИ 360261.002, ЦНИИ СЭТ, 1989.
16. Галин А.В. О некоторых требованиях к принципиальной технологии проведения электромонтажа в условиях модульно-агрегатного метода строительства. Сб. Экономика судостроительной промышленности. №2 (78), 1987, с.35-45.
17. РД5.6182-85. Электромонтаж на судах. Правила разработки проектов принципиальных положений технологии монтажа и сдачи электрооборудования. Основные положения, 1986.
18. ОСТ5.0397-85 Технологические документы судостроительной верфи. Правила оформления документов электромонтажного производства.
19. Бердичевский Л.Д., Марченко В.А. Автоматизированное проектирование судовых кабельных сетей. Л.: Судостроение, 1978.
20. Герман г.В., Киреев Ю.Н., Быков М.В. Выбор и обоснование показателей агрегатирования судов МАМ-постройки, сб.Технология судостроения, №11,1987.г.
21. Герман г.В., Киреев Ю.Н., Быков М.В.Разработка и реализация при проектировании показателей агрегатирования судового электрооборудования, сб.Технология судостроения, №12,1987.г.
22. Герман г.В., Киреев Ю.Н., Быков М.В.Об одном методе оптимизации показателей агрегатирования судового электрооборудования, сб.Технология судостроения, №12,1987.г.
23. Принципиальные положения технологии монтажа и сдачи ЭО зак.ЩБ, ЦНИИ СЭТ, 1984.
24. Адашев B.C. Исследование методов разработки оптимальных технологических планов электромонтажного производства в условиях модульно-агрегатного метода постройки кораблей и судов, Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Ленинград, 1992.
25. Монтаж электрических соединителей. Типовая технологическая инструкция. 606- 78.2206. Ленинград, ЦНИИ СЭТ, 1984.
26. Монтаж электрооборудования. Типовая технологическая инструкция. 606-78.2135. Ленинград, ЦНИИ СЭТ, 1983.
27. Методика определения трудоемкости судовых электромонтажных работ. 78332-120-86. Часть 1. Гражданские суда, ЦНИИ СЭТ, 1986.
28. Руководящий документ. Управление трудоемкостью судовых электромонтажных работ в отрасли. Инструкция РД5.КЛГИ.010-88., ЦНИИ СЭТ, 1988.
29. Перечень действующих технологических инструкций и руководящих материалов по монтажу электрооборудования 606-78.2325. Ленинград, ЦНИИ СЭТ, 1985.
30. Дрейпер М., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М., Статистика, 1973.
31. Герман Г.В., Киреев Ю.Н. Параметры трудоемкости и стоимости работ на основе укрупненных нормативов. Сб.Технология судостроения, №5,1991 г.
32. Гончаров В.А. Исследование и разработка варианта организации электромонтажных работ на судостроительном предприятии. Диссертация на соискание ученой степени к.э.н., Ленинград, 1992.
33. Конвей Р. и др. Теория расписаний, М., Наука, 1975.
34. Тимофеева А.А. Матричная модель прогнозирования издержек производства на электромонтажные работы в судостроении. Диссертация на соискание ученой степени к.э.п., С-Петербург, 1998.
35. Гандин Б.Д. и др. Технология ЭМР на судах. Л.: Судостроение, 1983.
36. Галин А.В. Некоторые вопросы автономного электромонтажа в сборочных единицах и районах судна. Вопросы судостроения, сер."Судовая электротехника и связь", 1984, вып.40, с.64-78.
37. Горшков А.И., Лазаревский Н.А., Игнатьев В.И. Совершенствование электрических связей при МАМ-постройке судов. Технология судостроения, 1981, №9, с.32-37
38. Лазаревский Н.А., Рыдловский В.П. Монтаж и надежность трасс оптических кабелей на судах. Л.: ЦНИИ «Румб», 1989.
39. Михайлов B.C. Модульный метод постройки одно из основных направлений развития технологии судостроенияч: Технология судостроения, 1985, №6, с.3-9.
40. Никитенко А.А. и др. Электромонтажные работы на судах при модульно-агрегатном методе их постройки. Технология судостроения, №6,1985. С.41-45.
41. Токарев Л.Н., Лазаревский Н.А. Судовая электротехника и технология электромонтажного производства. Л.: Судостроение, №8, 1985, с.53-55.
42. Инструкция о порядке разработки и согласования договоров на выполнение ЭМР. ЦНИИСЭТ, 1986 г.
43. Пашин В.М. Методы оптимизации характеристик судов и координация решений, принимаемых в процессе проектирования. Диссертация на соискание ученой степеним доктора технических наук. - Ленинград, 1977.
44. Бусленко Н.М. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1968, с.355.
45. Рябинин И.А., Киреев Ю.Н. Надежность судовых электроэнергетических систем и судового электрооборудования.-Л.: Судостроение, 1974, с.264.
46. Киреев Ю.Н. Теоретичеие основы проектирования электроэнергетической системы как подсистемы главной энергетической установки и судна. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ленинград, 1983, 378 с.
47. Волкович В.Л. Многокритериальные задачи и методы их решения,- В кн. "Сложные системы управления", Киев: Наукова думка, 1969, с.44-52.
48. Кулик Ю.Г., Сумеркин Ю.В. Технология судостроения и судоремонта, М.: Транспорт, 1988.
49. Методика расчета оптовых цен на электромонтажные работы. КЛГИ 360025.042, ч.1, Гражданские суда, 1989.
50. Арью А.Р. Комплексная подготовка производства в судостроении. Л.: Судостроение, 1988.
51. OCT5.6066-75. Электромонтаж на судах. Правила и нормы. М., 1975.
52. ГОСТ 24040-80 Электрооборудование судов. М.: Изд-во стандартов, 1980.
53. Герман Г.В., Быков М.В., Киреев Ю.Н. Система показателей агрегатирования судового электрооборудования. Сб. Судовая электротехника и связь, №2(118), 1993.
54. Черных С.А. Формирование трасс магистральных кабелей с помощью ЭВМ на ранней стадии проектирования. Технология судостроения, №6, 1986, с.22-25.
55. РД5Р.6182-97. Проектная технология и организация выполнения электромонтажных и регулировочных сдаточных работ на судах. Правила разработки и методы расчета показателей.
56. Методика расчета трудоемкости электромонтажных работ заказов с длиной кабеля свыше 3000 км. КЛГИ 360025.037, ЦНИИ СЭТ, 1991.
57. Методика расчета (обоснования) договорных цен электромонтажных работ для заказов судоремонта, переоборудования, модернизации на основе укрупненных нормативов. КЛГИ 360025.029, ЦНИИ СЭТ, 1990.
58. Принципиальные положения технологии монтажа и сдачи ЭО, проекта 15020. КЛГИ 360066.001, ЦНИИ СЭТ, 1989.
59. Принципиальные положения технологии монтажа и сдачи ЭО, проекта 10901. КЛГИ 360056.010, ЦНИИ СЭТ, 1990.
60. Временный классификатор укрупненных видов электромонтажных работ. 5.78.461.141, ЦНИИСЭТ, 1978.
61. OCT5.0064-72. Суда самоходные морские, озерные и речные. Порядок разработки, согласования и утверждения проектной конструкторской документации. М., 1972.
62. OCT5.0240-78. Проектная конструкторская документация для судов. Правила выполнения, согласования и утверждения, М., 1978.
63. Шифрин Б,Л, Планирование работы электромонтажного предприятия в новых условиях. J1. Судостроение, 1972.
64. Голенко Д.И. Статистические методы сетевого планирования и управления. М.: Наука, 1968.
65. Дж.Модер, С.Филлипс. Метод сетевого планирования и организация работ (ПЕРТ), M-JT. Энергия, с.241-250.
66. Мироносецкий Н.Б., Рабинович И.В. Статистические модели сетевого планирования, в сб. Математические методы решения экономических задач, вып.8, Новосибирск, 1966.
67. Кофман А., Дебазай Г. Сетевые методы планирования и их применения. М.: Прогресс, 1968.
68. Форд JL, Фалкерсон Д. Потоки в сетях.М., Мир, 1966.
69. Мироносецкий Н.Б., Могульский А.А. Алгоритмы анализа стохастического графа специального вида. В кн. Математический анализ экономических решений, ч.З, Новосибирск, 1974, с.162-173.
70. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. М.: Энергия, Ленинградское отд., 1978.
71. Зуховицкий С.И., Авдеева Л.И. Линейное и выпуклое программирование. М.: Наука, 1964.
72. Турин Л.С., Дымарский Я.С., Меркулов А.Д. Задачи и методы оптимального распределения ресурсов. М.: Сов.радио, 1968.
73. Беллман Р., Коллаба Р. Динамическое программирование и современная теория управления. М.: Наука, Главная редакция физ-мат литературы, 1965.
74. Беллман Р. Динамическое программирование, М.: Иностранная литература, 1960.
75. Методика оценки и обеспечения монтажной технологичности конструкции судов. 78211-034-85, ЦНИИ СЭТ, 1985.
76. Математические модели оценки монтажной технологичности конструкции судов. Методика разработки.78211-033-85. ЦНИИ СЭТ, 1985.
77. Методика определения оптимальной структуры кабельной сети с использованием концентраторов, 78211-032-85, ЦНИИ СЭТ, 1985.
78. Определение длины и массы кабелей при проектировании судов. Методика 78.211-14286, ЦНИИ СЭТ, 1986.
79. К.Ю.Бажанов Нормирование судовых электромонтажных работ. Библиотека судового электротехника. Л.: Судостроение, 1989.
80. Горячкин А. Модульно-агрегатный метод создания кораблей. Морской сборник, №10, 1983, с.70-73.
81. Обзор. Сб.«Судостроение за рубежом», №2,1986, с.56-57.
82. The National Shipbuilding Research Programm (NSRP), September 11-13, 1985, Hyatt Re-gence Hotel, Long Beach, California, (Национальная научно-техническая программа судостроения).
83. Ричардсон В. Современные подводные лодки особенности построения. Обзор строительства АПЛ в Великобритании.
84. КЗОТ. Кодекс законов о труде, М.: Проспект, 1996.
85. Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы. М.: Наука, Главная редакция физ-мат. Литературы, 1968.
86. Отчет о научно-исследовательской работе «Градиент» Исследование и разработка требований обеспечения монтажной технологичности при проектировании электромеханической части судов агрегатно-модулыюй постройки. ЦНИИ СЭТ, 1983.
87. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. М.: Физматгиз, 1962.
88. Электромонтажные работы. Судовые нормы времени, ч.1,2, ЦНИИ СЭТ, 1978.
89. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматгиз, 1969.
90. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, Главная редакция физ-мат. Литноатуры, 1980.
91. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука, 1973.
92. Химмельблау А. Анализ процессов статистическими методами.
93. ЮО.Бородюк В.П., Лецкий Э.К. Статистическое описание промышленных объектов. М.: Энергия, 1971.
94. Ю1.Райбман И.С., Чадеев В.М. Построение моделей процесса производства. М.: Энергия, 1975.
95. Методика разработки математического описания технологических процессов, М.: Изд.стапдартов, 1982.
96. Haward m. Bunch "A Study of the Causes of Man-Hour Variance of the Shipyard Work Standards", Jornal of Ship Production, 1990,6, N4, pp.268-275.
97. Большое П.Н., Смирнов H.B. Таблицы математической статистики. М.: Наука, Главная редакция физ-мат. литературы, 1983 г., с.1-107.
98. Ю5.Кривенков Ю.П. Некоторые вопросы теории сетевых методов планирования, Кибернетика, 1967.
99. Юб.Голенко Д.И., Лифшиц С.Е., Кеслер С.Ш. Статистичесое моделирование в технико-экономических системах (управление разработками), Л.: Изд-во ЛГУ, 1977.
100. Ю7.Бреслав Л.Б. Экономические модели в судостроительном производстве. Л.: Судостроение 1986.
101. Основные положения по разработке и применению систем сетевого планирования и управления. М.: Экономика, 1974.
102. Отраслевой руководящий материал по созданию автоматизированных систем управления на судостроительных предприятиях. Подсистема. Оперативное управление основным производством. 299054-О4-ОРМ-74. ЦНИИ «Румб», 1975.
103. Регулировка и сдача на стенде и швартовых испытаниях систем судовой автоматики. Нормы времени. Единичное и мелкосерийное производство. 78.241-003-79.
104. Лясковский Г.Д., Рябенький В.М., Скороходов В.Д. Справочник по наладке судовой полупроводниковой автоматики. Библиотека судового электротехника, Л.: Судостроение, 1971.
105. Взаимное влияние в судовых кабельных линиях при воздействии импульсных напряжений и токов. Отчет по НИР, ЛКИ, 1984.
106. Система автоматизированного проектирования электротехнической части судов. Отчет по НИР, СПМБМ «Малахит», 1984.
107. Солуяпов П.В. Электрические сети и устройства для питания ручного электроинструмента высокого (220 В) напряжения в судостроении. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., С-Петербург, 1997.
108. Разработка типовых схем питания электроинструментов напряжением 220 В, 50 Гц в условиях цехов и на строящихся заказах. Отчет по НИР, СПбГМТУ, 1997.
109. Типовые схемы питания электроинструмента напряжением 220 В 50 Гц с блоком защиты для выполнения работ в условиях цехов и на строящихся заказах СПбГМТУ, 1997 г., Свидетельство Морского Регистра № 92.038.011.
110. Шастова Г.А., Коёкин А.И. Выбор и оптимизация структуры информационных систем,1. М.: Энергия, 1972.
111. Отчет о научно-исследовательской работе «Индигирка». Участие в определении целесообразности и создании единой корабельной системы передачи информации с уплотнением каналов связи. ЦНИИ СЭТ, 19S2.
112. Отраслевой стандарт OCT 5.0349-S2. Модулыю-агрегатиьш метод проектирования и постройки судов (МАМ ППС). Основные термины п определения.
113. МАМ ППС. Технически возможные и экономически целесообразные показатели агрегатирования. Основные положения. ОП 74-0201-216-86. •
114. Л.Д.Бердичевскип, Я.Б.Родов и др. Установление приоритетов кабелей при расчете их маршрутов. «Судостроительная промышленность», сер. «Судовая электротехника и связь», вып.1,1986,61-69.
115. Новиков О.А., Пушкапскнй Б.М. Ценообразование в судостроительной промышленности. Л.: Судостроение, 1983 г.
116. Пушкаиский Б.М. Совершенствование методологии ценообразования иа судостроительную продукцию производственно-технического назначения. В сб. Экономические вопросы судостроительного производства. Л.: Судостроение, 1977.
117. Шифрин Б.Л. Экономика, организация и планирование судового электромонтажного производства. Л.: Судостроение. 1978.
118. Бреслав Л.Б., Ткачук А.В. Инфляция в постсоветской России. СПб,: ЭЛМОР. 1998.
119. Бреслав Л.Б. Технико-экономическое обоснование средств освоения Мирового океана. Л.: Судостроение, 1982 г.
120. Форд Л., Фалкерсои Д. Потоки в сетях, М.: Мир, 1966.
121. Быков М.В., Бажанов К.Ю., Герман Г.В., Лазаревский Н.А., Пронин Ю.И. О повой методологии оценки трудоемкости электромонтажных работ вновь строящихся судов. Экономика судостроительной промышленности, №2,1986 г.
122. Ураков Д.У. Учет затрат по сферам деятельности, М.: Финансы и статистика, 1991.
123. Гермаи Г.В. Технология ЭМР, гибкая к изменяющимся условиям производства, Судостроение №6, 2000 г., принято к опубликованию.
124. Герман Г.В. Определяющие параметры, показатели и факторы альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства. Вестник Метрологической академии, №6, 2000 г., П\принято к опубликованию.
125. Герман Г.В. Оптимальная альтернативная технология ЭМР. Методы и алгоритмы решения задач планирования. Судостроение, №6, 2000 г, принято к опубликованию.
126. Рыдловский В.П. Кабельные трассы, Л.: Судостроение, 1991 г.
127. Герман Г.В. Укрупненная схема входов-выходов основа реализации нового качества планирования оптимальной альтернативной технологии ЭМР, гибкой к изменяющимся условиям производства, Стандарты и качество, № 6, 2000 г., принято к опубликованию.
128. Методика оценки трудлоемкости и стоимости электромонтажных работ иа судах, СПбГМТУ, 2000 г. (утверждена решениями ГУП «Адмиралтейские верфи» н ОАО «Электрорадиоавтоматнка» в июле 2000 г.).
129. Методика «Определение договорных параметров на выполнение работ но монтажу и наладке промышленных силовых установок», СПб, ООО «Спецэлектромонтаж-наладка», СПб, 2000 г.
130. Герман Г.В., Киреев Ю.Н., Безус В.А. Оценка монтажной технологичности электрооборудования и автоматики судов при проектировании. Учебное пособие., СПбГМТУ, 1998 г.11.-06-S/WS 2т
131. Санкт-Петербургский государственный морской технический университет1. На правах рукописи
132. Герман Галина Валентиновна
133. МЕТОДОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ МОНТАЖА СУДОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
-
Похожие работы
- Повышение эффективности имитационного моделирования нагрузок судовых электростанций
- Определение количественных оценок технического состояния судов и их элементов
- Метод управляемой сушки асинхронных электродвигателей по энергосберегающей технологии при судоремонте
- Интегрированная система технологической подготовки производства изделий судового приборостроения
- Научные основы повышения технологичности трубопроводов судовых систем на стадии проектирования
-
- Теория корабля и строительная механика
- Строительная механика корабля
- Проектирование и конструкция судов
- Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства
- Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)
- Физические поля корабля, океана, атмосферы и их взаимодействие