автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методы и модели автоматизированного управления конкурентоспособностью машиностроительной продукции

Ал Джубури Али Халид Якуб

МЕТОДЫ И МОДЕЛИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ КОНКУРЕНТНОСПОСОБНОСТЬЮ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2010

004605078

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов инженерного факультета Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Рогов В.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Левин А.И.

доктор технических наук, профессор Дивеев А.И.

Ведущая организация ОАО «Красный пролетарий»

Защита состоится "18" мая 2010 г. в " 13 " часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.16, при Российском университете дружбы народов по адресу: 113090, Москва, Подольское шоссе, дом 8/5, ауд.109.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу; г. Москва, 117198, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Автореферат разослан "16 "апреля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.203.16, кандидат технических наук, доцент

Соловьев В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Конкурентоспособность - один из важнейших вызовов XXI века. В последние годы в выступлениях президента РФ Д.А. Медведева, премьер-министра В.В. Путина, других официальных лиц все чаще звучит настоятельное требование перехода от экономики, основанной на добыче и экспорте полезных ископаемых (в первую очередь - нефти и газа), к инновационной экономике. На практике это означает жизненную необходимость опережающего развития наукоемких отраслей промышленности, в первую очередь, машиностроения и приборостроения (авиационная промышленность, судостроение, энергетическое и транспортное машиностроение, производство средств производства, производство средств связи и телекоммуникаций, вычислительной техники и т.д.).

Общая проблема конкурентоспособности продукции российского машиностроения сводится к двум более частным, но тесно взаимосвязанным проблемам:

к обеспечению качества этой продукции, превосходящего качество продукции потенциальных конкурентов;

к снижению стоимости жизненного цикла изделий.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию методов и моделей количественной оценки конкурентоспособности как технико-экономической категории, анализу технологий автоматизированного управления некоторыми бизнес-процессами, которые, по мнению автора, оказывают существенное влияние на формирование показателя конкурентоспособности, разработке и апробации предлагаемых решений.

Из вышеизложенного следует, что в свете современных тенденций развития российского машиностроения тема диссертации является актуальной.

Цель диссертационной работы - создание методического аппарата и комплекса математических моделей, призванного обеспечить возможность автоматизированного управления процессами формирования конкурентоспособности изделий машиностроения (преимущественно сложных и наукоемких) с учетом динамики процесса, технических и экономических аспектов, его определяющих.

Методы исследования. В работе использованы методы и основные положения теории автоматического управления, исследования операций, теории вероятностей и математической статистики, линейной алгебры (теория матриц), теории графов, вычислительной математики, компьютерного имитационного моделирования и программирования. Для выполнения ряда расчетов использована современная компьютерная среда МаЛсас! Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель конкурентоспособности, предназначенная для оценки интегрального параметра - показателя конкурентоспособности (ПКС), отличающаяся введением зависимостей показателя качества () и показателя затрат Ь в ходе жизненного цикла (ЖЦ) изделия от расходуемых ресурсов Д. Предложена математическая модель показателя поддерживаемое™, как частного случая ПКС, которая позволяет сравнивать эти показатели как для различных изделий, относящихся к одному классу, так и для одного и того же изделия при различных способах организации системы послепродажного сопровождения.

2. Предложен эффективный инструмент объективного анализа - матрица конкурентоспособности, которая может быть построена для нескольких сравниваемых между собой изделий по описанной в работе оригинальной методике.

3. Методика оценки динамики ПКС дополнена приближенной оценкой потребных ресурсов, введено понятие эффективности использования ресурсов. Выявлено, что потенциально достижимый (прогнозируемый) ПКС следует определять с учетом относительного объема располагаемых ресурсов и оптимального значения относительного расхода ресурсов.

4. Разработан оригинальный комплекс частных математических моделей, включающий модель, которая позволяет оценивать рациональную длительность периодов между планово-профилактическими работами, а также модель для планирования материально-технического

обеспечения (МТО) процессов эксплуатации, технического обслуживания и ремонта (ТОиР

машиностроительного изделия.

Практическая значимость работы определяется:

1. результатами анализа конкурентоспособности автомобилей, которые свидетельствуют о ton что предложенная математическая модель конкурентоспособности может быть успешно и пользована на практике:

2. возможностью автоматизации процесса построения матрицы конкурентоспособности оценки ПКС с помощью стандартных инструментов Microsoft Office;

2. установлением ряда закономерностей процесса управления запасами на имитационной м дели, позволившей, в частности, выявить зависимости уровня риска от объема запасов и завр симость относительной стоимости запчастей (размеров инвестиций) от уровня риска.

Реализация результатов работы. Разработанные методики, результаты работы и пр граммное обеспечение используются в научной работе кафедры технологии машиностроени металлорежущих станков и инструментов РУДН при выполнении магистерских диссертаций, учебном процессе в курсах «Управление качеством продукции», «Квалиметрия и управлени качеством», в научно-исследовательской работе студентов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обе ждены на XI международной научно-практической конференции XXXIV (2008 г.) и XXX (2009 г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава инж нерного факультета «Современные инженерные технологии»; на заседаниях кафедры технол гии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов Российского университ дружбы народов.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 печатных работах, том числе 3работы опубликованы в изданиях,рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четь рех глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изл жена на 207 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков, 8 таблиц, 137 форму списка использованных источников из 60 наименования, 3 приложений. Общий объём работ 244 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертации и сформулированы основные зад чи исследования. Приведена общая характеристика работы.

В первой главе выполнен критический анализ опубликованных в России и за рубежом иссл дований в области феноменологических и математических моделей конкурентоспособно различных авторов.

Конкурентоспособность машиностроительной продукции - сложное, многоаспектное техник экономическое понятие, определяющее успешность реализации продукции в условиях рыно ной экономики. Исследованию проблем конкурентоспособности промышленной (в том чис - машиностроительной) продукции посвящено множество публикаций, как в традиционн научно-технической литературе, так и в Интернете. Этой проблемой занимались С.Г. Св туньков, A.A. Воронов, Л.Н. Родионова, О.Г Кантор, Ю.Р. Хакимова, P.A. Фатхутдинов, Е. Гребнев, Д.Т. Новиков, А.Н. Захаров, А.Н. Романов, Ю.Ю. Красильников, A.A. Амбарцумо Ф.Ф. Стерликов, В.П. Тарасова, Ф.А. Крутикова, Е.А. Гончарова, Н.П. Горбашко, П.Г. Пер рва, В.В. Подиновский, В.Д. Ногин, А.И. Левин, Е.В.Судов, Е . Keller, К. Sheikh, R. Medin S. Meyers, J. Fenner, J. Stark, A. Saaksvuori, A. Immonen и др.

Практически все авторы едины во мнении, что конкурентоспособность продукции в о новном определяется взаимоувязанными показателями качества, трактуемого как степе удовлетворенности потребителя свойствами изделия, и затрат, связанных с приобретение эксплуатацией, техническим обслуживанием изделия, т.е. затрат на послепродажных стали ЖЦ изделия, определяемых как «стоимость ЖЦ» или «цена потребления».

Несмотря на внешнее отличие предлагаемых разными авторами формулировок понятия «конкурентоспособность», можно утверждать, что имеет место единство мнений в следующем:

- конкурентоспособность - относительное свойство изделия, выявляемое в сравнении с другими изделиями;

- конкурентоспособность определяется качеством изделия и ценой его потребления;

- конкурентоспособность - свойство динамическое, изменяющееся во времени под влиянием макроэкономических показателей и научно-технического прогресса.

Совсем другая ситуация наблюдается при анализе попыток различных авторов дать формализованное математическое описание понятия конкурентоспособности, пригодное для практических расчетов и организации управления этим свойством изделий. Предлагаемые различными авторами математические модели конкурентоспособности отличаются разнообразием, однако в большинстве случаев не вполне корректны, используют субъективные подходы и мало пригодны для практического использования.

В наибольшей степени сформулированным целям и задачам настоящей работы отвечает модель А.И. Левина - Е.В. Судова, которая использована как основа собственных исследований. В основу модели положена общепринятая оценка конкурентоспособности - соотношение «цена - качество», которое формально можно записать в виде:

КС = Р(Ц,Кч), (1)

где: КС - показатель конкурентоспособности (ПКС), Ц ~ цена, Кч - измеримый показатель качества. Функция должна убывать с ростом цены и возрастать с увеличением показателя качества.

Для последующих выкладок введены обозначения: Ц = СЖЦ = Ь; Кч = ()

Поскольку ПКС - величина относительная, исчисляемая либо относительно изделия, принятого за «базовое», либо относительно некоторых «среднерыночных» показателей (по терминологии, принятой в недавнем прошлом, - относительно «мирового уровня»), то аргументами функции (1) должны выступать отношения:

/ = £; (2) ь ц

где /.о, (?0- показатели, принятые в качестве базы при определении конкурентоспособности.

Здесь / и 0 увеличиваются при уменьшении соответственна

Функцию (1) с учетом (2) можно записать в виде

Р(1,ф = 1/д= КС, (3)

Из ( 3) следует, что изделие будет конкурентоспособным по сравнению с «базовым» в том случае, если КС > 1. При КС = 1 оба изделия равноценны. Выражение (3) может быть переписано в виде:

1= КС 9 (4)

С помощью этого простейшего уравнения построена диаграмма конкурентоспособности, представленная на рис.1.

Область диаграммы, лежащая ниже прямой, соответствующей КС =1, названа областью неконкурентоспособности. Область, ограниченная вертикалью д = 1 и отрезком горизонтали / = 1(06 [о,/]), названа областью абсолютной конкурентоспособности, поскольку изделия, параметры которых попадают в эту область, превосходят конкурирующие изделия и по /, и по q. Область, лежащая между прямой, соответствующей КС =1, и вертикалью 0=1, названа областью компромиссной конкурентоспособности по д , поскольку для изделий, попадающих в эту область, конкурентоспособность может быть достигнута за счет снижения затрат наЖЦ при одновременном снижении показателей качества.

2

Обобщенные данные но О

Внешние данные

Управление конкурентоспособностью

Стратегия noQ

Стратегия по L

Текущие

Технологии менеджмента качества

Технологии управления ресурсами

Тати»

Процессы хйозданигк продукции

Технологии управления ТОиР и МТО

Стратегия

илп

Область абсолютной Область компромиссной конкурентоспособности конкурентоспособности под

Область компромиссной конкурентоспособности по I

Наконец, область, лежащая выше прямой КС= I и ниже горизонтали 1=1, названа обла\ стью компромиссной конкурентоспособно' emu по I, поскольку для изделий, попадающи:] в эту область, конкурентоспособность може* быть достигнута за счет повышения показателей качества при одновременном увеличен« затрат на ЖЦ.

Оценивая описанную модель, можно кон, статировать, что она основана на общеприня! той оценке конкурентоспособности по критё рию «цена - качество», а предлагаемые мате! матические построения отличаются простотой ясностью и технико-экономической обосно! ванностью.

РисЛ Диаграмма конкурентоспособности

интегрированная_ицформационная среда КС

Наряду с отмеченными достоинствами описанная выше модель не свободна от ряда недостатков:

1)во всех случаях предполагается линейна^ зависимость показателя КС конкурентоспособности от значений входящих в него параметров;

2)при сравнении нескольких изделиг необходимо проведение расчетов дщ каждой пары в отдельности;

3)существует определенная сложности выбора базы сравнения, особенно в случаях, когда в качестве таковой необходимо принять лучший из существующих образцов изделия. |

Проведенный анализ позволи! сформулировать цель данной диссертации ^ основные задачи, решение которых должно привести к достижению этой цели.

Во второй главе осуществлено развитие математической модели управлений конкурентоспособностью. Рассмотрим кате! горию конкурентоспособности как объект управления. |_

По известному из литературы определен^ управление есть процесс, вкпючающи; формулирование цели, которой долже достичь некоторый объект, сбор и обработк информации о состоянии объекта окружающей его среды, принятие решения выполнение действия, направленного 1 достижение цели.

Рис.2. Концептуальная схема управления конкурентоспособностью

Под объектом понимается любой физически существующий объект, система или процесс. Любая система управления состоит из объекта управления (т.е. того, чем управляют) и субъекта управления (т.е. того, кто или что управляет объектом). Объектом управления может быть любая биологическая, социальная, техническая система или процесс.

Субъектом управления может быть «лицо, принимающее решения» (ЛПР), организация или ее подразделение, а в технических системах - специальное устройство. На объект и субъект управления может влиять окружающая среда. Как правило, субъект управления получает из внешней среды информацию об условиях, в которых функционирует система, и учитывает ее при выработке решений.

Иногда эта информация может требовать корректировки целей управления. На основе приведенного определения можно построить концептуальную схему системы управления конкурентоспособностью (рис.2.), согласно которой управление конкурентоспособностью - сложный многосвязный (многоконтурный) процесс, реализуемый в интегрированной информационной среде (ИИС). Объектом управления в такой системе являются, по существу, все процессы ЖЦ изделия: создание изделия (маркетинг, предпроектные исследования, разработка и проектирование, изготовление), эксплуатация, послепродажное сопровождение. В качестве субъекта управления выступает высшее руководство (топ-менеджмент) предприятия - изготовителя изделия и созданные им организационно-технические структуры.

Цель управ.1ения - обеспечение значения показателя КС конкурентоспособности, превосходящего по величине аналогичные показатели изделий - конкурентов в определенном сегменте рынка и на протяжении определенного периода времени.

В рамках этой «глобальной» системы управления можно выделить три «частных» системы (контура) управления:

- систему менеджмента качества (СМК);

- систему менеджмента ресурсов (СМР);

- систему интегрированной логистической поддержки (ИЛП).

Первые две системы полностью ориентированы на процессы создания изделия, а третья в основном ориентирована на процессы эксплуатации, технического обслуживания и ремонта (ТОиР), т.е. использование изделия по назначению, и частично - на процессы его создания.

В СМК объектом управления являются процессы создания продукции (разработка, проектирование, технологическая подготовка производства, собственно производство). Целью управления является достижение максимума показателя качества Q, для чего используются специальные технологии, например, технологии управления данными об изделии (PDM- Product Data Management) и соответствующие программно-технические системы.

В СМР, как и в СМК, объектом управления являются процессы создания продукции. Цель управления- минимизация показателя затрат L. Средствами реализации СМР (т.е. средствами управления данными) служат специализированные комплексы - системы ERP/MRPII.

В системе ИЛП основным объектом управления являются процессы эксплуатации, технического обслуживания и ремонта (ТОиР), а также процессы создания изделия, связанные с обеспечением его надежности, ремонтопригодности и эксплуатационной технологичности. В качестве инструментальных средств используются PDM-системы, частично - некоторые подмножества систем ERP/MRP II, специализированные средства создания и ведения электронной эксплуатационной документации (ЭЭД), анализа логистической поддержки (АЛП) и др. Цель управления - снижение затрат на послепродажных стадиях жизненного цикла (ЖЦ) изделия, т.е. величины L.

Кроме упомянутых инструментальных средств и технологий, в СМК, СМР и ИЛП в разной степени используются технологии и программные средства управления проектами (Project Management, РМ), потоками работ (Workflow); электронного документооборота и др.

Из вышеизложенного следует, что повышения конкурентоспособности продукции можно добиться за счет систематического применения концепции интегрированной информационной поддержки ЖЦ машиностроительных изделий, получившей сокращенное название ИПИ

(по первым буквам подчеркнутых слов). Эта концепция является переносом на российску почву концепции CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support), зародившейся в 80-годах XX века, испытавшей многочисленные трансформации и ныне используемой под назва нием PLM (Product Life cycle Management).

Одним из основных недостатков модели А.И. Левина - Е.В. Судова является условное постоянство параметров качества и стоимости ЖЦ, что ограничивает ее возможности при управлении конкурентоспособностью. Пусть образец изделия машиностроения обладает показателем качества Qg. Предприятие, выпускающее этот образец, намерено повысить его качество, затратив на это некоторые ресурсы (в общем случае - финансовые средства как универсальный эквивалент различных ресурсов). В этих предположениях можно записать:

Q(R) = QM + AQ(R) (5)

где: Re-объем ресурсов, израсходованных для обеспечения показателя качества Qo, AQ(R) приращение качества, обусловленное расходом ресурсов R.

Относительно функции JQ(R) предположим, что она является монотонно возрастающе (по крайней мере, в некотором интервале [0, Л/]). Кроме того, при увеличении расхода ресурсов эта функция стремится к «насыщению», т.е. существует такое значение Я„, начиная с которого рост функции AQ(R) является незначительным или вовсе отсутствует. Ясно, что увеличение расхода ресурсов свыше величины R„ экономически и технически нецелесообразно. Установление точного вида функции AQ(R) является предметом самостоятельного исследов ния, выходящего за рамки данной работы. Здесь же, исходя из высказанных выше утвержд ний, можно предположить, что эта функция имеет, например, следующий вид:

AQ(R) = Q,(l-e *) (6)

где: Qi - предполагаемая величина приращения показателя качества; к - коэффициент, опр деляющий «крутизну» нарастания величины Q(R). Исходя из свойств функции (6) можно утверждать, что R 5 ,

" " к

Подставляя(6)в(5), получим: Q(R) = Q0+Q,(l-e "" ) V)

Далее предположим, что величина стоимости ЖЦ будет возрастать по мере увеличения расх да ресурсов, по крайней мере, за счет роста себестоимости и, как следствие, цены изделия, т.е.

L(R) = Lt(l+iА (В)

«0

где X <1 — коэффициент, зависящий от доли стоимости создания изделия в стоимости ЖЦ. Теперь, пользуясь формулами (2) и вводя обозначения ô ~(Qi/Qo), p = R/ R0, определим отн сительные показатели качества q(R) и стоимости ЖЦ l(R) вновь разрабатываемого изделия п сравнению со «старым»:

q(P'S)-USll-exp^kp)] W

НР,Ц=-L- (Ю)

1 + Лр

Подставив (9) и (10) в (3) и выполнив элементарные преобразования, получим значение ПКС нового изделия по сравнению со старым:

KC(p,i,s,k)=1+^-ap(-k^ (11)

1 + Яр

Анализ выражения (11) показывает, что величина КС(р,Х,6,к) при определенных соче ниях параметров 1,6,к может иметь экстремум (максимум) по аргументу р в интервале 0<р<р„ Об этом свидетельствует график на рис. 3, построенный при различных значениях параметр к, X, & в среде МаЛСас!.

Чтобы найти значение р, доставляющее максимум выражению (11), нужно продифференцировать его частным образом по р, приравнять производную нулю и решить получившееся уравнение. Поскольку точное аналитическое решение этого уравнения не представляется возможным, оно решено численно с помощью функции Root системы MathCad. Б табл. 1 приведены примеры таких решений.

Формулы (5) - (11) являются развитием математической модели конкурентоспособности, и в совокупности с уравнениями указанной модели образуют новую оригинальную модель. Эта модель, наряду со свойствами исходной модели, приобретает новое свойство - возможность поиска оптимального уровня ресурсов, расходуемых на повышение качества машиностроительного изделия.

2

КС(Р)

- 1.5

КСКр)

КС2(р)

КСЗ(р)

КС4(р) 1

05

О 0.5 I 1.5 2 2.5 3

Р

Рис. 3 График функции (11) при различных значениях параметров к, X, д :1 - к = 1,0, X = ОД 6 = 2,0; 2 - к = ОД Л = ОД & = 2,0; 3 - А = ОД Я = 0,5, <5 = 1,0; 4-* = 0,5, -¡ = 0,5, <5 = 3,0; 1,0, Л =0Д 3 =3,0.

___Таблица 1

Ле п/п к X & Р max\KC(pA,S,k)\

1 1,0 0,5 1,0 0,583 1.116

2 1,0 0,5 2,0 0,974 1,510

3 0,5 0,5 2,0 1,036 1,193

4 1,0 0,5 3,0 1,131 1,935

5 0,5 0,5 1,0 0,00 1,00

6 0,5 0,5 3,0 1,418 1,478

7 1,0 1,0 2,0 0,518 1,189

8 0,5 1,0 2,0 0,00 1,00

9 1,0 1,0 3,0 0,709 1,473

10 0,5 1,0 1,0 Нет экстремума

11 0,5 1,0 3,0 0,600 1,111

12 2,0 0,5 1,0 0,559 1,307

В числе недостатков модели А.И. Левина - Е.В. Судова отмечен тот факт, что при сравнении нескольких изделий необходимо проведение расчетов (показателя КС конкурентоспособности) для каждой пары изделий в отдельности. Это неудобно при практических расчетах. Ответ на вопрос об определении лучшего изделия всегда содержит определенную долю субъективизма. Чтобы исключить отмеченные недостатки, предлагается следующий методический подход.

Пусть имеется N изделий аналогичного назначения, относящихся к одному сегменту рынка. Упорядочим список этих изделий, присвоив им номера / е[/...УУ]. Изделию, принятому за базу для сравнения, присвоим номер 1 = 0. Пусть, далее, для базового изделия определены

показатели качества Qu и стоимости ЖЦ Lo. Аналогичные показатели определены для всех из делий из списка:

Qu О.:, —Qb -Qiv (12)

Li, L2,... L„ ...L\ Далее определены относительные показатели по формулам (2):

9;, Чъ ...q„...qN h, h, •■■ h ...IN

По формуле (3) определим ПКС:

KCl, КС2, ...КС„...КСц, Полученные таким образом данные сведем в табл.2.

Таблица 2

И, Я, И, .... И У

Относительный показатель качества Ч1 Ч; ..... Ч\

Относительная стоимость ЖЦ Показатель конкурентоспособности 1, КС, ¡2 кс2 Ii ..... 'v KQ ..... KCjx

Из этой таблицы можно увидеть, какие из изделий И/, Hj—Hi—Hs имеют показатели КО\, какие - КС< 1. Можно также оценить, какое изделие имеет наилучший показатель по качеству а какое - по относительным расходам. Можно выявить изделия с наихудшими показателям по качеству или по расходам. Выбирая последовательно в качестве базовых изделия И ...Hi...И^, можно получить матрицу конкурентоспособности (табл. 3). Это квадратная мат рица размера NxN, у которой на главной диагонали расположены единицы, а остальные эле менты обладают свойством КС у = MKCfi ('1ф)),тт1- номер столбца,у - номер строки.

_Таблица 3

И, И, и, И*

И, 1 кс„ КС,, КСщ

И, КС,2 1 КС,2 КСц2

И, КС,, КС,, 1 КСм

И« КС,» кст КС,ы 1

Пользуясь этой матрицей, можно оценивать относительную конкурентоспособность издели из выбранного ряда, не используя субъективных оценок, относящихся к изделию, выбранном за базовое.

Далее в главе рассмотрена модель динамики конкурентоспособности, учитывающая:

- изменение затрат, обусловленное макроэкономическими обстоятельствами (инфляция);

- изменение качества базового изделия, обусловленное научно-техническим прогрессом. Анализ этих факторов позволил получить зависимость изменения ПКС от времени в виде:

КС(1) = УН?! = КС(0)\- I (13)

чт'

где: 1(0), д(0), КС(0) - относительные показатели затрат и качества, а также ПКС в «нулевой

год, т.е. в год выполнения расчета; у = у~у - относительный показатель инфляции (/«

норма годовой инфляции для базового изделия, I - норма годовой инфляции для изделия, пр менительно к которому рассчитывается КС); £ > 1 - коэффициент, определяющий относител ное повышение качества базового изделия.

Полагая в (13) КС(0 =1 и логарифмируя, можно получить выражение для оценки длительности периода сохранения конкурентоспособности, учитывающее изменение обоих факторов:

ШКС(О)

1 = -

1пу -

(14)

На рис. 4 зависимость / от КС(0) показана графически. При необходимости по этому графику можно определить величину КС(0), соответствующую заданному значению Так, при ? = 10 лет КС(0) ~ 4,6. Аналитическое выражение для КС(0) получено из (14):

КС(0) = ехр[ф^1„Г)]

ю

Рис.4 График функции (14): 1 - при удвоении качества продукции каждые 8 лет; 2 - при удвоении качества продукции каждые 10 лет

Далее, в главе получена приближенная зависимость относительного расхода ресурсов, потребных для обеспечения необходимого «запаса конкурентоспособности», обеспечивающего ее сохранение на заданном интервале времени.

Наконец, в заключительном разделе главы описаны основные технологии управления, влияющие на конкурентоспособность:

- технологии управления конфигурацией (УК), применяемые в процессах создания (проектирования и изготовления) и (частично) эксплуатации изделия;

- технологии анализа логистической поддержки (АЛП);

- технологии подготовки электронной эксплуатационной документации (ЭЭД) на изделие;

- технологии ИЛП в части сбора и обработки данных о фактическом ходе эксплуатации и ТО-иР изделий, отражаемых в электронных формулярах, или, в более общей форме - в электронных эксплуатационных делах изделий и в дальнейшем используемых для совершенствования конструкции изделия;

- технологии электронного документооборота (ЭДО) и ведения электронных архивов технической документации;

-. компьютерные технологии управления (менеджмента) качеством (КМК). Рассмотрена схема информационного взаимодействия некоторых из перечисленных технологий, реализуемого через РОМ-систему, в рамках которой организуются специализированные базы данных (БД), используемые различными технологиями. По этим данным можно составить объективное суждение о реальном качестве изделия.

Анализ логистической поддержки (АЛП) - одна из важнейших составляющих ИЛП. АЛП представляет собой формализованную технологию всестороннего исследования изделия и вариантов системы его эксплуатации и поддержки. АЛП направлен на сокращение затрат на ЖЦ изделия при заданных показателях надежности и эффективности. Все исходные данные и результаты АЛП хранятся в специальной базе данных - БД АЛП. В целом система задач АЛП и последовательность их выполнения построены так, чтобы снизить вероятность неудачных проектных решений, влияющих на эффективность эксплуатации изделия.

Процессы эксплуатации (использования по назначению), технического обслуживания и ремонта изделия являются важнейшими источниками информации, позволяющей судить о том,

в какой мере фактические свойства (характеристики) изделия соответствуют заложенным в проекте и отвечают требованиям и ожиданиям потребителя (заказчика).

Технология разработки и сопровождения ЭЭД на основе общей базы данных является важнейшим и на сегодняшний день наиболее востребованным промышленностью компонентом ИЛП, поскольку наличие ЭЭД на сложное машиностроительное изделие является его несомненным конкурентным преимуществом.

Что касается технологий КМК, то в современных условиях они реализуются посредством методик и программных продуктов, созданных и создаваемых специально для решения информационных проблем предприятия, внедряющего (или внедрившего) систему менеджмента качества, соответствующую требованиям стандартов ИСО серии 9000.

В третьей главе описываются модели и методы автоматизированного управления основными процессами, влияющими на конкурентоспособность.

Первый раздел главы посвящен разработке модели автоматизированной системы управления качеством. В основу модели положены определения из стандарта ИС09000 и обобщенная схема системы менеджмента качества, которая используется во многих трудах, посвященных этой проблеме.

Математическое описание системы управления качеством разработано на основе блок__схемы, представленной на рис. 5. Часть схемы,

д , охваченная рамкой, отображает операции, связа-иные с оценкой показателя КС конкурентоспособности по модели, описанной в главе 2.

На этой схеме

Яг = (Г,, Г; ...г*; (15)

- Л'-мерный вектор требований, компонентами которого могут быть как количественные, так и качественные характеристики, метризуемые посредством балльных оценок.

М = (т1,т2...тн), (16)

- ¿У-мерный вектор фактических характеристик изделия, компоненты которого имеют тот же физический смысл, что и компоненты вектора Д„ и измеряются в тех же единицах.

й, = (г„г2...гк) (17)

- АГ-мерный вектор ресурсов, расходуемых на обеспечение характеристик - компонентов вектора М.

Если рассматривать компоненты вектора ресурсов в «физическом» выражении, то К » Ы, поскольку на обеспечение любой характеристики затрачиваются ресурсы различных видов (материальные, энергетические, трудовые и т.д.). Если же привести все ресурсы к денежному выражению, то можно утверждать, что К=Л1, что упрощает дальнейший анализ. Первый блок схемы преобразует векторы Лг и М в вектор «невязок»

А = УУ1 (Я;, М) = (д,, ё;....6ы) (18)

где 81=\га-т\,1=1..Л (19)

Далее осуществляется преобразование

М=тД при условии <5,- = \гц-пц | —> 0, И (20)

Здесь (У2 - сложный, многомерный матричный оператор, вид которого зависит от организации процессов изготовления и контроля изделия, его деталей, узлов и общей сборки. Разработка описания такого оператора даже для сравнительно простых случаев требует специального исследования, выходящего за рамки данной работы.

Одновременно с преобразованием (20) выполняется анализ и преобразование вектора Л в вектор й, ресурсов, потребных для обеспечения вектора характеристик М:

Рис. 5. Блок-схема СМК как системы автоматического управления

N

Я, = \¥3 А при условии (21)

¡=1

Преобразование (21) представляет собой нетривиальную и, зачастую, плохо поддающуюся формализации задачу, в которой главная роль принадлежит ЛПР, персонифицированному как личность конкретного руководителя, либо, что на практике бывает чаще, в виде подразделения в структуре менеджмента предприятия.

Из приведенной схемы и математического описания, представленного выражениями (18) -(21), следует, что СМК должна рассматриваться как замкнутая система управления со всеми присущими таким системам особенностями. При этом контур управления ресурсами представляет собой адаптивный регулятор, призванный обеспечить достижение цели системы (А -» 0 )

/V

при выполнении ограничений^^, < Л2.

¡=1

Во втором разделе главы подробно описана технология управления конфигурацией, которую можно трактовать как управление качеством в процессе проектирования. Разработано математическое описание (модель) этой технологии, в том числе модель процедуры синтеза конфигурации как многоуровневого древовидного графа и предложен матричный метод описания структуры изделия. Предложенные математические описания служат методической основой алгоритмизации и автоматизации процесса управления конфигурацией.

В третьем разделе главы представлена математическая модель определения периодичности планово-профилактических работ, позволяющая оценивать рациональную длительность периодов между профилактиками. Отличительной особенностью модели является ее чрезвычайная простота и минимальный состав исходных данных. Результирующая формула модели имеет вид:

V

где б» - заданная (нормативная) вероятность отказа объекта расчета на определенном промежутке времени (наработки); - средняя наработка объекта на отказ; 1пр - искомая периодичность профилактических работ.

Математическая модель для планирования материально-технического обеспечения процессов эксплуатации и ТОиР машиностроительного изделия позволяет определять состав начального МТО, т.е. номенклатуру и количество запасных частей, рекомендуемые к поставке вместе с изделием, и параметры текущего МТО: минимально допустимый уровень запасов на складе эксплуатанта и рациональный объем партии поставки для пополнения запаса.

Основное соотношение модели имеет вид неравенства:

(22)

м ]•

где ц - среднее количество отказов объекта расчета за рассматриваемый период; т - возможное количество отказов (1, 2, 3 и т.д.); Я - уровень риска, который рассматривается как вероятность отсутствия детали на складе эксплуатанта и/или ремонтной (сервисной) службы в тот момент, когда она потребуется для ремонта изделия.

Необходимое количество запчастей можно найти, решая неравенство (22) относительно т и принимая в качестве результата ближайшее большее целое. Аналитическое решение неравенства (22) связано с большими трудностями, а идея численного решения ясна из рис. 6, где видно, что при Я = 0,1 т = 4, а при Я = 0,2 т = 3 (график построен для ц =2).

Уровень формализации модели позволяет автоматизировать процесс управления запасами.

Раскрыта взаимосвязь разработанных моделей и показано влияние периодичности обслуживания на фактически достижимый уровень надежности изделия, а также установлена потребность в запасных частях для выполнения планово-профилактических работ на изделии.

В исследованиях и нормативных документах, посвященных проблематике ИЛИ, широко используется понятие пригодности изделия к поддержке (5ирр011аЬШ1у), для краткости именуемое на русском языке как «поддерживаемость».

В четвертом разделе главы исследован показатель поддерживаемости, который является частным случаем показателя конкурентоспособности и описывается формулой:

с /т

ТОиР ' 1и\

где Кг — коэффициент готовности изделия; Стоир - средние годовые затраты на ТОиР, Гм -календарное время; Я- показатель поддерживаемости.

Предложенная для определения этого показателя математическая модель позволяет проводить сравнительный анализ показателей поддерживаемости как для различных изделий, относящихся к одному классу, так и для одного и того же изделия при различных способах организации системы послепродажного сопровождения, в частности, системы ТОиР.

В четвертой главе приводятся некоторые результаты апробации описанных выше методов и моделей. Приведенные примеры относятся к изделиям различных отраслей машиностроения.

В качестве одного из примеров оценивается конкурентоспособность трех моделей автомобилей, относящихся к среднему классу. Хотя рассматриваются реальные автомобили, во избежание претензий в рекламе (антирекламе) этим автомобилям даны условные обозначения: ЛА 1, ЛА 2, ЛА 3.

Для оценки ПКС использованы технические характеристики автомобилей, опубликованные на Интернет-сайтах дилеров, а также средние цены на эти машины в московских автосалонах. Стоимость запасных частей и материалов при ремонтах и ТО определена как 0,5% от цены автомобиля.

Далее экспертным методом были определены пожелания потребителя, оформленные как список характеристик «идеального» автомобиля (модели), а также значения весовых коэффициентов. На основании этих данных по формуле (2) определены относительные показатели качества, составлена матрица конкурентоспособности (табл. 4).

Таблица 4.

Матрица конкурентоспособности_

ЛА 1 ЛА 2 ЛАЗ

ЛА 1 1,00 1,40 0,88

ЛА2 0,71 1,00 0,63

ЛАЗ 1,14 1,59 1,00

Эта матрица свидетельствует о том, что автомобиль ЛА 2 превосходит обоих конкурентов, а автомобиль ЛАЗ уступает обоим конкурентам из-за высокой цены. ЛА1 уступает автомобилю ЛА 2, но превосходит ЛА 3 благодаря более чем двукратной разнице в цене. Приведенные числовые данные демонстрируют, что предложенная методика оценки ПКС может быть использована на практике. Модель позволяет автоматизировать процесс оценки и построения матрицы конкурентоспособности с помощью стандартных инструментов Microsoft Office.

Во втором разделе главы описан построенный на основе модели, описанной в главе 3, алгоритм расчета периодичности профилактических контрольно-восстановительных работ (рис. 6), при которой вероятность на определенном промежутке времени (наработки) будет не более заданной (нормативной) величины Q0. При разработке алгоритма, в дополнение к положениям упомянутой модели учтены следующие обстоятельства.

1. Введено и используется понятие «Категория тяжести последствий отказа (КТПО)», предназначенное для качественной оценки наихудших потенциальных последствий вида отказа и определены следующим образом: В зависимости от КТПО формально назначается нормативная вероятность <f отказа за период выполнения типового задания (например, для авиации - типового полета).

2. По величине qn вычисляется нормативная вероятностьОО отказа за расчетный период.

3. Учтена возможность резервирования элементов, отражаемая коэффициентом к кратности резервирования.

4. Введено и используется понятие о стандартных периодах обслуживания и стандартных формах ТО.

Модель и алгоритм позволяют найти значения периодичности, которые могут рассматриваться как рациональные, поскольку позволяют, с одной стороны, выполнять контрольно-восстановительные работы в сроки, гарантирующие необходимый уровень надежности, а с другой стороны не требуют выполнения таких работ излишне часто. Это приводит к сокращению простоев конечного изделия из-за отказов компонентов и не требует излишних расходов на ТОиР. Совместное действие указанных факторов повышает уровень удовлетворенности потребителя изделием, т.е. качество, и сокращает стоимость ЖЦ, что в итоге обеспечивает потенциальное повышение конкурентоспособности. Процесс расчета автоматизирован с помощью специализированной программы.

В третьем разделе главы практически подтверждена корректность математической модели, предназначенной для оценки параметров МТО. С помощью программы, основанной на указанной модели, процесс прогнозирования указанных параметров автоматизирован.

Исследования, выполненные на имитационной модели процесса управления запасами, позволили установить ряд закономерностей этого процесса, в частности, выявить зависимости уровня риска от объема запасов и зависимость относительной стоимости запчастей (размеров инвестиций) от уровня риска.

В четвертом разделе главы приводится пример реализации технологии управления конфигурацией (УК) изделия машиностроения в соответствии с моделью, описанной в главе 3. Пример процесса управления конфигурацией на основе применения PDM-системы показывает возможности управления позаказным выпуском продукции при одновременном обеспечении высокого уровня унификации, что в совокупности способствует повышению конкурентоспособности выпускаемых изделий.

л и, ь,, к, КТПО, {То}, я

Нормативная вероятность отказа за время выполнения типового задания (зависит от КТПО )

Нормативная вероятность отказа за расчетный период

Т

Нерезервированный компонент или ФС

ч" ;= </" ( КТПО)

в'р:=

г

<2(0,1,):

По выработке ресурса проверка компонента при ближайшем ТО и принятие решения о замене или продлении ресурса

Эквивалентная интенсивность отказов резервированного компонента за расчетный период

г

Х.-=Х

- расчетный период (в единицах наработки )

¿7 - продолжительность типового задания

к - кратность резервирования (0,1,2...)... {То} • массив значений стандартных периодов ТО

Р - признак возможности обнаружения отказа (в т.ч. по показаниям приборов ):

0-отказне обнаруживается ; Р= 1 - отказ обнаруживается явно или по приборам .

паспортная (для элемента ) или расчетная (для ФС) интенсивность отказов

КТПО - категория тяжести последствий отказа

Вероятность отказа за расчетный период

е„.. :-й(0,1, Г'

<

I Вероя1 --1 К01

Вероятность отказа резервированного компонента (всех параллельно работающих элементов )

Замена любого из параллельно работающих элементов по отказу или • при отсутствии отказов • ло выработке ресурса проверка элемента при

ближайшем ТО и принятие решения о замене или продлении ресурса

я периодичность

Примечание : если 7} «¿»р « Тм, Т£ возможны следующие рекомендации - ввести промежуточную форму ТО ;

• применить элементе меньшей величиной %

• применить резервирование ;

• повысить величину 9м (для эпементов с КТПО а з или 4)

Рис. 7 Алгоритм расчета периодичности профилактических контрольно-восстановительных работ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Разработан комплекс математических моделей, позволяющих обеспечить возможность автоматизированного управления процессами формирования конкурентноспособности с учетом динамики процесса.

2. Управление конкурентоспособностью состоит в согласованном управлении качеством и стоимостью ЖЦ, т.е. бизнес-процессами предприятия, обеспечивающими повышение качества вновь создаваемого изделия по сравнению с уже выпускаемым, а также по сравнению с имеющимися на рынке аналогами, при одновременном снижении стоимости ЖЦ изделия.

3. Управление конкурентоспособностью представляет собой сложный многосвязный (многоконтурный) процесс, реализуемый в интегрированной информационной среде (ИИС). Объектом управления в такой системе являются все процессы ЖЦ изделия: создание изделия (маркетинг, предпроектные исследования, разработка и проектирование, изготовление), эксплуатация, послепродажное сопровождение. В качестве субъекта управления выступает высшее руководство (топ-менеджмент) предприятия - изготовителя изделия, созданные им организационно-технические структуры и соответствующие программно-аппаратные средства. Цель управления - обеспечение значения показателя КС конкурентоспособности, превосходящего по величине аналогичные показатели изделий - конкурентов в определенном сегменте рынка и на протяжении определенного периода времени.

4. Известная математическая модель конкурентоспособности дополнена зависимостями показателя качества Q и показателя затрат L от расходуемых ресурсов R. В результате получена зависимость показателя КС конкурентоспособности от относительного расхода ресурсов р и ряда других параметров. Показано и проверено численным экспериментом в среде MathCad, что эта зависимость имеет максимум по аргументу р

5. Эффективным инструментом объективного анализа является матрица конкурентоспособности, которая может быть построена для нескольких сравниваемых между собой изделий по предложенной в работе методике. Результаты анализа конкурентоспособности автомобилей свидетельствуют о том, что предложенная математическая модель конкурентоспособности может быть успешно использована на практике. Процесс построения матрицы и оценки конкурентоспособности можно автоматизировать с помощью стандартных инструментов Microsoft Office.

6. Частным случаем показателя конкурентоспособности является показатель поддержи-ваемости. Предложенная для определения этого показателя математическая модель позволяет сравнить показатели поддерживаемости как для различных изделий, относящихся к одному классу, так и для одного и того же изделия при различных способах организации системы послепродажного сопровождения, в частности, системы ТОиР.

7. Методика оценки динамики показателя конкурентоспособности дополнена приближенной оценкой потребных ресурсов. Введено понятие об эффективности использования ресурсов. Показатель КСр потенциальной прогнозируемой конкурентоспособности следует определять с учетом относительного объема располагаемых ресурсов ррк„ и оптимального значения относительного расхода ресурсов ртт, причем должно выполняться условие ртт йррасп .

8. Основными технологиями управления, обеспечивающими конкурентоспособность изделия и востребованными промышленностью, являются:

• компьютерные технологии управления качеством (или менеджмента качества (КМК));

• технологии управления конфигурацией (УК);

• некоторые технологии интегрированной логистической поддержки (в том числе -технологии АЛП);

• технологии разработки электронной эксплуатационной документации (ЭЭД);

• технологии электронного документооборота (ЭДО).

Для некоторых из перечисленных технологий разработаны частные математические модели и алгоритмы программной реализации.

9. Логическая модель системы менеджмента качества, как системы автоматического управления, и обобщенное математическое описание этой системы позволяют разрабатывать более детальные модели процессов, обеспечивающих качество продукции, и алгоритмы автоматизированного управления этими процессами.

10. Технологию управления конфигурацией сложного машиностроительного изделия можно трактовать как управление качеством в процессе проектирования. Математическое описание (модель) этой технологии, в том числе модель процедуры синтеза конфигурации и матричный метод описания структуры изделия служат методической основой алгоритмизации и автоматизации процесса управления конфигурацией. Приведенный в работе пример процесса управления конфигурацией машиностроительного изделия на основе применения РОМ-системы показывает возможности управления позаказным выпуском продукции при одновременном обеспечении высокого уровня унификации, что в совокупности способствует повышению конкурентоспособности выпускаемых изделий.

11. Математическая модель определения периодичности планово-профилактических работ позволяет оценивать рациональную длительность периодов между профилактиками. Отличительной особенностью модели является ее чрезвычайная простота и минимальный состав исходных данных. Корректность модели проверена разработкой и программной реализацией соответствующего вычислительного алгоритма. Модель и алгоритм позволяют определить такие значения периодичности, которые, с одной стороны, гарантируют необходимый уровень надежности, а с другой стороны не требуют излишне частого выполнения профилактических работ. Это сокращает простои конечного изделия из-за отказов компонентов и не требует излишних расходов на ТОиР. Совместное действие указанных факторов повышает уровень удовлетворенности потребителя изделием, т.е. качество, и сокращает стоимость ЖЦ, что в итоге обеспечивает потенциальное повышение конкурентоспособности.

12. Математическая модель для планирования материально-технического обеспечения процессов эксплуатации и ТОиР машиностроительного изделия позволяет определять состав начального МТО, и параметры текущего МТО, Уровень формализации модели позволяет автоматизировать процесс управления запасами, обеспечивая минимизацию хранимых запасов и сокращение дефицитов, что в совокупности уменьшает складские издержки и снижает простои изделия из-за несвоевременной поставки запчастей. В совокупности эти факторы способствуют повышению конкурентоспособности изделия. Корректность математической модели практически подтверждена с помощью программы, автоматизирующей процесс прогнозирования параметров МТО.

13. Исследования, выполненные на имитационной модели процесса управления запасами, позволили установить ряд закономерностей этого процесса, в частности, вьивить зависимости уровня риска от объема запасов и зависимость относительной стоимости запчастей (размеров инвестиций) от уровня риска

Список публикаций по теме диссертации:

1. Ал Джубури А.Х. - Исследования операций // Вестник РУДН,Сер. «Инженерные исследования»,- 2008. -№2. -С. 52 - 54.

2. Рогов В.А. ,Ал Джубури А.Х. -Модель автоматизированного управления конкурентоспособностью машиностраительной продукции//Финансовый менеджмент : сборник статей III Международной научно-методической конференции.-Пенза .Апрель 2009г.-С. 96 -103.

3. Рогов В.А. ,Ал Джубури А.Х. -Модель автоматизированной системы управления качест-вом//Прогрессивные технологии в современном машиностроении : сборник статей V Международной научно-технической конференции,- Пенза: Июнь 2009г.-С. 86-93.

4. Рогов В.А. ,Ап Джубури А.Х. -Разработка методики определения конкурентоспособности изделий//Управление экономическими системами : сборник статей Международная научно-методическая конференции- Пенза: Ноябрь 2009г.-С. 88 - 90.

5. Рогов В.А. ,Ал Джубури А.Х. -Анализ основных параметров упровления,влияющих на кон-крентоспособность изделий//Нефть,газ и бизнес -Москва: 2010г.-№2.-С. 76 - 79.

6. Рогов В.А. ,Ал Джубури А.Х,- Разработка модель планирования материально- технического обеспечения процессов эксплуатации и технического обслуживания изделий //Вестник РУДН.Сер. «Инженерные исследования»,- 2010. -№ 2. С хх-хх ( в печати ).

Ал Джубури Али Халид Якуб

Методы и модели автоматизированного управления конкурентоспособностью машиностроительной продукции

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию методов и моделей количественной оценки конкурентоспособности как технико-экономической категории, анализу технологий автоматизированного управления некоторыми бизнес-процессами, которые, по мнению автора, оказывают существенное влияние на формирование показателя конкурентоспособности, разработке и апробации предлагаемых решений.

AL - Juboori Ali Khalid Yaqoob

Methods and models of automated management Competitiveness of engineering products

This thesis examines methods and models for quantitative evaluation of the competitiveness of both the technical and economic category, the analysis of technology-aided management of some business processes, which in the opinion of the author, have a significant influence on the index of competitiveness, development and testing of proposed solutions.

Подписано в печать 15.04.2010 г. Печать лазерная цифровая Отпечатано в ПЦ «Фан» Москва, ул. Шухова, 18 Тел.: (495) 956-19-07 ООО «Техноком» 101000, Москва, ул. Покровка, 12, стр. 3 Заказ № 59. Тираж 100 шт. www.funcopy.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1: МОДЕЛИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ В НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЕ.

1.1 Феноменологические и математические модели конкуренте-способности у различных авторов, их обсуждение и критика.

1.2 Модель А.И. Левина и Е.В. Судова - достоинства и недостатки.

1.3 Выводы по главе: формулирование целей и задач исследования.

ГЛАВА 2: РАЗРАБОТКА И РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПО СОБНОСТЬЮ.

2.1 Категория конкурентоспособности как объект управления.

2.2 Разработка собственной модели конкурентоспособности (развитие и совершенствование модели А.И. Левина — Е.В. Судова).

2.3 Матрица конкурентоспособности — основной инструмент объективного анализа.

2.4 Прогнозирование конкурентоспособности новых образцов техники.

2.5 Модель динамики конкурентоспособности.

2.6 Основные технологии управления, влияющие на конкурентоспособность.

2.7 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3: Модели и методы автоматизированного управления основными процессами, влияющими на конкурентоспособность.

3.1 Модель автоматизированной системы управления качеством.

3.2 Модель управления конфигурацией машиностроительного изделия.

3.2.1 Контексты управления конфигурацией.

3.2.2 Информационные аспекты управления конфигурацией.

3.2.3 Модель процесса управления конфигурацией.

3.3 Модели управления процессами послепродажного сопровождения машиностроительного изделия.

3.3. 1.Модель для планирования периодичности работ по техническому обслуживанию.

3.3.2 Модель для планирования материально-технического обеспечения процессов эксплуатации и технического обслуживания изделий.

3.3.3 Освязи предлагаемых моделей.

3.4 Показатель пригодности к поддержке — частный случай показателя конкурентоспособности.

3.5 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4: Практические приложения методов и моделей.

4.1 Составление и анализ матрицы конкурентоспособности легковых автомобилей (по данным рынка).

4.2 Алгоритм автоматизированного расчета периодичности планово-профилактических контрольно-восстановительных работ.

4.3 Алгоритм автоматизированного расчета потребности в запасных частях.

4.4 Пример управления конфигурацией сложного изделия.

4.5 Выводы по главе 4.

Конкурентоспособность — один из важнейших вызовов XXI века. Сегодня о конкурентоспособности говорят все: потребители и производители, бизнесмены и чиновники, министры, премьер-министр и президент. Говорят о конкурентоспособности России на мировых рынках, о конкурентоспособности промышленности в целом и ее отдельных отраслей, предприятий и их продукции. В недавней публикации (газета «Известия» от 09.10.08) сообщается, что в мировом рейтинге конкурентоспособности экономик Россия переместилась с 58-го на 51-ое место. Хотя такое место вряд ли можно считать почетным, положительная тенденция налицо.

Несмотря на многообразие риторики, звучащей в речах на всех уровнях и публикациях СМИ на эту тему, в конечном счете, все сводится к необходимости обеспечения конкурентоспособности продукции, рассматриваемой как условие успешной ее продажи на рынке.

До сравнительно недавнего времени (до начала 90-ых г.г. прошлого века) проблема конкурентоспособности в России никого всерьез не волновала.

В сфере товаров, предназначенных для применения в «гражданской» промышленности (технологических и транспортных машин, приборов, инструмента и т.д.) по умолчанию предполагалось, что любой импортный товар по потребительским свойствам (качеству) превосходит отечественный.

Российская продукция по техническим характеристикам, технологическим возможностям и, что, пожалуй, самое главное - надежности, существенно уступала продукции развитых стран Запада и Японии. Более того, многие виды продукции промышленность России вообще не выпускала. Это, в первую очередь, относится к современным средствам вычислительной техники (персональные компьютеры и все их аппаратное «окружение»), измерительной техники и т.д.

В оборонно-промышленном комплексе (ОПК) России ситуация складывалась по-иному. Российская военная техника (ВТ) практически ни в чем не уступала зарубежной, а по многим тактико-техническим показателям превосходила ее. Однако это превосходство достигалось, как было принято говорить в Советском Союзе, «любой ценой». На практике это означало, что предприятия российского ОПК располагали неограниченными финансовыми ресурсами, могли привлекать (и привлекали) лучшие научные, инженерные и производственные кадры, пользовались неоспоримым приоритетом в сфере материально-технического обеспечения и т.д. Себестоимость продукции оказывалась при этом чрезвычайно высокой, однако это никого не беспокоило, главным было обеспечение военного превосходства над потенциальным противником.

При переходе от административно-командной к рыночной экономике ситуация в российской промышленности существенно изменилась.

Машиностроительные предприятия, в том числе и предприятия ОПК, оказались неспособными производить продукцию должного качества по приемлемым ценам. Это привело к закрытию или перепрофилированию многих предприятий и, в конечном счете, к резкому спаду производства в машиностроении.

В последние годы (начиная с 2000 г.) положение начинает выправляться, однако коренных сдвигов пока не происходит. Не случайно, что в последних выступлениях президента РФ Д.А. Медведева, премьер-министра В.В. Путина, других ответственных официальных лиц все чаще звучит настоятельное требование к переходу от экономики, основанной на добыче и экспорте полезных ископаемых (в первую очередь — нефти и газа), к инновационной экономике. На практике это означает жизненную необходимость опережающего развития наукоемких отраслей промышленности, в первую очередь, машиностроения и приборостроения (авиационная промышленность, судостроение, энергетическое и транспортное машиностроение, производство средств производства, производство средств связи и телекоммуникаций, вычислительной техники

И.Т.Д.).

Очевидно, что решение такой грандиозной народно-хозяйственной проблемы требует огромных инвестиций в машиностроение и смежные отрасли как со стороны государства, так и со стороны частного бизнеса.

Направления этих инвестиций — новые научные и конструкторские разработки, технологическое перевооружение предприятий, развитие и освоение принципиально новых технологий (пример - нанотехнологии).

Однако такие инвестиции дадут отдачу только в том случае, если продукция российских предприятий станет конкурентоспособной как на внутреннем, так и на внешнем рынке.

Вместе с тем рост конкурентоспособности сдерживается рядом объективно существующих причин. Во-первых, процесс совершенствования характеристик наукоемкой продукции российских предприятий существенно замедлился, в то время как научно-технический прогресс в странах — конкурентах продолжается нарастающими темпами. Во-вторых, зарубежные заказчики российской машиностроительной продукции, предъявляют к ней все более высокие требования, как в отношении технических характеристик, так и в отношении организации процессов эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, материально-технического обеспечения в соответствии с нормами международных стандартов. При этом основное требование — рост показателей технической готовности (надежности, ремонтопригодности, сохраняемости и.т.д.) при одновременной минимизации затрат на послепродажных стадиях жизненного цикла (ЖЦ) изделий, именуемых в зарубежной литературе «затратами на владение» изделием.

Общая проблема конкурентоспособности продукции российского машиностроения сводится, по сути, к двум более частным, но тесно взаимосвязанным проблемам:

- к обеспечению качества этой продукции, превосходящего качество продукции потенциальных конкурентов;

- к снижению стоимости жизненного цикла (в том числе «затрат на владение») изделий.

Решение этих проблем видится на пути коренного совершенствования соответствующих бизнес-процессов и в организации и реализации средств и систем автоматизированного управления этими процессами, поскольку указанное управление сопряжено с необходимостью обработки огромных объемов разнообразной информации.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию методов и моделей количественной оценки конкурентоспособности как технико-экономической категории, анализу технологий автоматизированного управления некоторыми бизнес-процессами, которые, по мнению автора, оказывают существенное влияние на формирование показателя конкурентоспособности, разработке и апробации предлагаемых решений.

Из вышеизложенного следует, что в свете современных тенденций развития российского машиностроения тема диссертации является актуальной.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

В первой главе приводятся результаты обзора литературных источников (включая электронные публикации в Интернет), посвященных математическим моделям конкурентоспособности и отражающих технические и экономические аспекты этого комплексного понятия. По результатам обзора сформулированы цели и задачи собственного исследования.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию собственной модели конкурентоспособности, которая рассматривается как объект управления, подверженный динамическим изменениям. Выделены и кратко проанализированы основные процессы, влияющие на формирование показателя конкурентоспособности.

В третьей главе рассмотрены модели и методы автоматизированного управления такими процессами, как процесс формирования качества продукции, процесс управления конфигурацией (управление качеством при проектировании), процессы послепродажного сопровождения, минимизирующие затраты на владение изделием при непременном обеспечении заданного уровня технической готовности.

Четвертая глава содержит результаты апробации предложенных методов и моделей на конкретных примерах.

В заключении сформулированы основные выводы по работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработан комплекс математических моделей, позволяющих обеспечить возможность автоматизированного управления процессами формирования конкурентноспособности с учётом динамики процесса.

2. Управление конкурентоспособностью состоит в согласованном управлении качеством и стоимостью ЖЦ, т.е. бизнес-процессами предприятия, обеспечивающими повышение качества вновь создаваемого изделия по сравнению с уже выпускаемым, а также по сравнению с имеющимися на рынке аналогами, при одновременном снижении стоимости ЖЦ изделия.

3. Управление конкурентоспособностью представляет собой сложный многосвязный (многоконтурный) процесс, реализуемый в интегрированной информационной среде (ИИС). Объектом управления в такой системе являются все процессы ЖЦ изделия: создание изделия (маркетинг, предпроектные исследования, разработка и проектирование, изготовление), эксплуатация, послепродажное сопровождение. В качестве субъекта управления выступает высшее руководство (топ-менеджмент) предприятия -изготовителя изделия, созданные им организационно-технические структуры и соответствующие программно-аппаратные средства. Цель управления -обеспечение значения показателя КС конкурентоспособности, превосходящего по величине аналогичные показатели изделий - конкурентов в определенном сегменте рынка и на протяжении определенного периода времени.

4. Известная математическая модель конкурентоспособности дополнена зависимостями показателя качества Q и показателя затрат L от расходуемых ресурсов R. В результате получена зависимость показателя КС конкурентоспособности от относительного расхода ресурсов р и ряда других параметров. Показано и проверено численным экспериментом в среде MathCad, что эта зависимость имеет максимум по аргументу р

5. Эффективным инструментом объективного анализа является матрица конкурентоспособности, которая может быть построена для нескольких сравниваемых между собой изделий по предложенной в работе методике. Результаты анализа конкурентоспособности автомобилей свидетельствуют о том, что предложенная математическая модель конкурентоспособности может быть успешно использована на практике. Процесс построения матрицы и оценки конкурентоспособности можно автоматизировать с помощью стандартных инструментов Microsoft Office.

6. Частным случаем показателя конкурентоспособности является показатель поддерживаемости. Предложенная для определения этого показателя математическая модель позволяет сравнить показатели поддерживаемости как для различных изделий, относящихся к одному классу, так и для одного и того же изделия при различных способах организации системы послепродажного сопровождения, в частности, системы ТОиР.

7. Методика оценки динамики показателя конкурентоспособности дополнена приближенной оценкой потребных ресурсов. Введено понятие об эффективности использования ресурсов. Показатель KCft потенциальной прогнозируемой конкурентоспособности следует определять с учетом относительного объема располагаемых ресурсов ррасп и оптимального значения относительного расхода ресурсов ропт , причем должно выполняться условие Ропт ~ррасп .

8. Основными технологиями управления, обеспечивающими конкурентоспособность изделия и востребованными промышленностью, являются:

• компьютерные технологии управления качеством (или менеджмента качества (КМК));

• технологии управления конфигурацией (УК);

• некоторые технологии интегрированной логистической поддержки (в том числе - технологии АЛЛ);

• технологии разработки электронной эксплуатационной документации (ЭЭД);

• технологии электронного документооборота (ЭДО).

Для некоторых из перечисленных технологий разработаны частные математические модели и алгоритмы программной реализации.

204

9. Логическая модель системы менеджмента качества, как системы автоматического управления, и обобщенное математическое описание этой системы позволяют разрабатывать более детальные модели процессов, обеспечивающих качество продукции, и алгоритмы автоматизированного управления этими процессами.

10. Технологию управления конфигурацией сложного машиностроительного изделия можно трактовать как управление качеством в процессе проектирования. Математическое описание (модель) этой технологии, в том числе модель процедуры синтеза конфигурации и матричный метод описания структуры изделия служат методической основой алгоритмизации и автоматизации процесса управления конфигурацией. Приведенный в работе пример процесса управления конфигурацией машиностроительного изделия на основе применения PDM-системы показывает возможности управления позаказным выпуском продукции при одновременном обеспечении высокого уровня унификации, что в совокупности способствует повышению конкурентоспособности выпускаемых изделий.

11. Математическая модель определения периодичности плановопрофилактических работ позволяет оценивать рациональную длительность периодов между профилактиками. Отличительной особенностью модели является ее чрезвычайная простота и минимальный состав исходных данных.

Корректность модели проверена разработкой и программной реализацией соответствующего вычислительного алгоритма. Модель и алгоритм позволяют определить такие значения периодичности, которые, с одной стороны, гарантируют необходимый уровень надежности, а с другой стороны не требуют излишне частого выполнения профилактических работ. Это сокращает простои конечного изделия из-за отказов компонентов и не требует излишних расходов на ТОиР. Совместное действие указанных факторов повышает уровень удовлетворенности потребителя изделием, т.е. качество, и сокращает стоимость ЖЦ, что в итоге обеспечивает потенциальное повышение конкурентоспособности.

12. Математическая модель для планирования материально-технического обеспечения процессов эксплуатации и ТОиР машиностроительного изделия позволяет определять состав начального МТО, и параметры текущего МТО. Уровень формализации модели позволяет автоматизировать процесс управления запасами, обеспечивая минимизацию хранимых запасов и сокращение дефицитов, что в совокупности уменьшает складские издержки и снижает простои изделия из-за несвоевременной поставки запчастей. В совокупности эти факторы способствуют повышению конкурентоспособности изделия. Корректность математической модели практически подтверждена с помощью программы, автоматизирующей процесс прогнозирования параметров МТО.

13. Исследования, выполненные на имитационной модели процесса управления запасами, позволили установить ряд закономерностей этого процесса, в частности, выявить зависимости уровня риска от объема запасов и зависимость относительной стоимости запчастей (размеров инвестиций) от уровня риска

1. Амбарцумов А.А., Стерликов Ф.Ф. 1000 терминов рыночной экономики: Справочное учебное пособие. — М.: Крон-Пресс, 1993. — 302 с.

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

3. Воронов А. А. Оценка и менеджмент конкурентоспособности продукции. -— Краснодар, 2003.

4. Гончарова Н.П., Перерва П.Г. и др. Маркетинг инновационного процесса: Учебное пособие. — Киев: 1998. — 267 с.

5. Горбашко Е.А. Менеджмент качества и конкурентоспособности: Учебное пособие. — СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1998. — 207 с.

6. Гребнев Е.Т., Новиков Д.Т., Захаров А.Н. Анализ конкурентоспособности продукции. Маркетинг в России и за рубежом №3 / 2002

7. Когаловский В.М. Внедрение систем управления предприятиями DIGITAL и SAP R/3 // DIGITAL Inform Magazine, Русское издание. 1998, № 1,с. 14-16.

8. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002. - 304 с.

9. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергоатомиздат, 1988.-480с

10. Ланге О. Оптимальные решения. М.: «Прогресс», 1967. 285 с.

11. Левин А.И. Менеджмент или управление? «Век качества», №4, 2001. -с. 26-29.

12. Левин А.И. Судов Е.В., Чубарова Е.В. Методика и имитационная модель для расчета оптимального количества запасных частей, обеспечивающего требуемый уровень коэффициента готовности сложного технического изделия. «Надежность» №1, 2004, с. 64 - 71

13. Левин А.И., Судов Е.В. Управление конкурентоспособностью наукоемкой продукции на основе современных информационных технологий. Технологические системы №2 (28), 2005. с.28 — 41.

14. Марка Д., Мак Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования/ Пер. с англ. М.: МетаТехнология, 1993. - 240 с.

15. Маркетинг: Учебник / Романов А.Н., Коряюгов Ю.Ю., Красильников С.А. и др.; Под ред. А.Н. Романова.-М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1996.- 560 с

16. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. / Пер. с англ. М.: «Мир», 1975. 500 с.

17. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Изд. МГУ, 1982. - 256 с.

18. Светуньков С.Г., Литвинов А.А. Конкуренция и предпринимательские решения. — Ульяновск, 2000. — С. 118.

19. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержкамашиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели

20. М.:000 Издательский дом «МВМ», 2003.-264 с.

21. Судов Е.В., Левин А.И., Петров А.В, Чубарова Е.В. Технологии интегрированной логистической поддержки изделий машиностроения. М.: ООО Издательский дом «ИнформБюро», 2006, 232 с.

22. Тарасова В.П., Крутикова Ф.А. Толковый словарь рыночной экономики. — М.: Рекламно-издательская фирма «Глория», 1993. — 302 с.

23. Уайт О.У. Управление производством и материальными запасами в век ЭВМ.- М.: «Прогресс», 1978.- 304 с.

24. Фаскиев X., Ситникова О. Конкурентоспособность автомобиля и ее моделирование на стадии проектирования //Маркетинг.- 2000.-№ 5.- С. 45.

25. Фатхутдинов Р.А. Стратегическая конкурентоспособность. М.: ЗАО «Издательство «Экономика», 2005. - 504 с.

26. Яцкевич А.И. Практика управления проектами на предприятиях машиностроения. Информационные технологии в проектировании и производстве. № 1, 2006.

27. Яцкевич А.И., Страузов Д.Ю. Построение интегрированной информационной среды предприятия на основе системы управления данными об изделии PDM STEP SUITE // САПР и графика, 2002, №6.

28. Большой экономический словарь. — М., 2002. — С. 298-299.

29. ГОСТ 27.002 89 Надежность в технике. Термины и определения.

30. ГОСТ 27.310 95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов.

31. ГОСТ Р ИСО 10303 41 - 99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 41: Интегрированные обобщенные ресурсы. Основы описания и поддержки изделий.

32. ГОСТ Р ИСО 10303-11 2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 11. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS.

33. ГОСТ Р ИСО 10303-11 2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 12. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS-G.

34. ГОСТ Р ИСО 9000:2000 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

35. Р50.1.028 2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. Рекомендации по стандартизации. Госстандарт РФ, 2001.

36. ИСО 9000:2000 Серия стандартов

37. Терминология СРПП. Справочник. М.: Изд. Стандартов, 1985, 56 с.

38. ASD Specification S1000D. Международная спецификация по подготовке технических публикаций с использованием общей базы данных. Ред. 2.3, 2007 г.38. «MathCad». Руководство пользователя. Информационноиздательский дом «Филинъ». М.: 1996, 697 с.

39. A.M. Jonassen Hass Configuration Management Principles and Practice. Addison-Wesley Pub Co, 1st edition 2002, p.432.

40. D.D. Lyon Practical CM: Best Configuration Management Practices for the 21st Century. Raven Pub Co, 2004, p.267.

41. DEF STAN 00-60. Integrated Logistic Support. Стандарт Министерства обороны Великобритании. — 2002.

42. F.B. Watts Engineering Documentation Control Handbook: Configuration Management for Industry. Noyes Publications; 2-nd edition, 2000, p.265.

43. I. Crnkovic, U.Asklund, A. P. Dahlqvist Implementing and Integrating Product Data Management and Software Configuration Management. Artech House Publishers, 2003, p.366.

44. ISO 10007:95 Quality management ~ Guidelines for configuration management

45. K.Sheikh Manufacturing Resource Planning (MRP II) with Introduction to ERP, SCM, and CRM. McGraw-Hill Professional, 2002, p.585

46. Keller, E. Enterprise Resource Planning. The changing application model// Gartner Group, February 5, 1996. P.8.

47. Medina R., Meyers S., Fenner J. Document Workflow in the Enterprise//Doculabs, 2002

48. MIL-STD-1388. Logistic Support Analysis. 1983.

49. MIL-STD-2549 Configuration Management Data Interface

50. MIL-STD-481 Configuration Management

51. NATO Product Data Model, v. 10, 2002

52. Saaksvuori A., Immonen A. Product Life Management. Springer-Verlag, 2004, 222 c.

53. Stark, J. Product Lifecycle Management. 21st Paradigm for Product Realization: London, Springer-Verlag, 2006, p. 441.

54. STEP PDM Schema, ISO, 2003.

55. Воронов А.А. Моделирование конкурентоспособности продукции предприятия. Маркетинг в России и за рубежом №4 / 2003

56. Информационное обеспечение управления конкурентоспособностью. Под ред. проф. С.Г.Светунькова http://www.marketing.cfin.ru/read/rn 19/index.htm

57. Конкурентоспособность машинотехнической продукции. http://www.lh.ru/mscmpnv.nsf/Topics (автор не указан)

58. Родионова JI.H, Кантор О.Г., Хакимова Ю.Р. Понятие конкурентоспособности продукции в маркетинге. Маркетинг в России и за рубежом №1 / 2000

59. Цена потребления — возможности использования в практической деятельности российских предприятий. http://www.lh.ru/mscmpny.nsf/Topics (автор не указан)60. www.cals.ru.W Программный комплекс анализа логистической поддержки (LSA Suite).