автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Организация информационного обеспечения автоматизированной системы управления предприятием по техническому обслуживанию и ремонту дорожно-строительных машин

На правах рукописи

ГОРЯЧЕВ АНТОН СЕРГЕЕВИЧ

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

~ 1 окт 2009

Москва - 2009

003478771

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные системы управления» в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Николаев Андрей Борисович, профессор МАДИ(ГТУ) Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

Суворов Дмитрий Наумович, профессор МАДЩГТУ) Кандидат технических наук Соколова Лина Викторовна, генеральный директор ЗАО «ЛОНМАДИ»

Ведущая организация: Российский НИИ информационных технологий и систем автоматизированного проектирования (Рос НИИАТ и АП), г. Москва.

Защита состоится 20 октября 2009г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125329 ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ(ГТУ)

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): www.madi.ru

Автореферат разослан 18 сентября 2009г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент п ' Михайлова Н.В.

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность проблемы

Современный рынок услуг по обслуживанию автотранспортных средств развивается в направлении индивидуализации подхода, типизации действий, интеграции основных процессов и автоматизации операций. Это ведет к совершенствованию бизнес-процессов, структурной реконструкции элементов систем автосервиса, развитию отношений на ином качественном уровне. Зарубежный и отечественный опыт показывает, что эти процессы напрямую связаны с внедрением новых информационно-коммуникационных технологий, предполагающих создание и использование развитого информационного обеспечения. Совершенствование программных и аппаратных средств и технологий способствуют внедрению автоматизированных систем управления, что, в свою очередь, способствует возникновению и формированию в системах автосервиса таких направлений как логистика, электронный обмен данными и т.д.

Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта (ТОР) дорожно-строительных машин (ДСМ) должно идти по пути индивидуализации, ориентированности на каждую конкретную единицу техники. Это обусловлено современными логистическими требованиями к точности и оперативности технического обслуживания и ремонта, уровню его безотказности, а также чрезвычайно высокой стоимостью современной техники. Ремонтно-обслуживающие стратегии и технологии должны строиться исходя из принципа максимизации ресурсоотдачи каждой единицы дорожно-строительной техники. Процесс создания индивидуальных систем ТОР достаточно сложный, развивающийся через системы фирменного обслуживания, поддерживаемых заводами-изготовителями, к специализированным модульным системам ТОР, обладающими адаптационными свойствами и способностью к настройке на конкретное транспортное средство и самообучению.

Прогрессивные компании переориентируют организацию внешних и внутренних бизнес-процессов, руководствуясь новейшими концепциями, методиками, разработками: идеологией поддержки жизненного цикла товара (CALS), интегрированными системами планирования и управления ресурсами корпораций (ERP - Enterprise Resource Planning), системой управления взаимоотношениями с клиентом (CRM - Custom Relationship Management), стандартами электронного обмена данными (EDI - Electronic Data Interchange) и другими. При предъявлении рынком все более жестких требований к качеству обслуживания, фирмы, не оказывающие комплексные услуги, стали менее привлекательны для потребителя. Одной из причин качественного изменения рынка автосервиса является возрастающая сложность конструкции, оригинальные технические

разработки, «ноу-хау»-технологии, при которых без мощной информационной поддержки производителя техники невозможно достичь требуемого уровня обслуживания клиента. В рамках диссертации предлагаются современные методы создания специализированного информационного и математического обеспечений прогнозирования производственной деятельности предприятий по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ, методы управления и принятия управленческих решений на предприятиях рассматриваемого класса и назначения с использованием АСУ. Это требует от предприятия значительных усилий, направленных на создание эффективной организации информационного обеспечения и его сопровождения, что требует существенных материальных затрат. Поэтому, не смотря на большое число работ в этом направлении, любое движение вперед, обеспечивает существенный экономический эффект, что и определяет актуальность настоящей диссертационной работы.

Предметом исследования является структура управления типового предприятия по техническому обслуживанию и ремонт}' ДСМ, включающая процессы внедрения новых информационных технологий, современные методы мониторинга и прогнозирования стратегии поставок запасных частей для ДСМ, а также компоненты математического, информационного и программного обеспечения АСУ.

1.2. Цель и основные задачи исследования

Цель работы: повышение эффективности и качества управления предприятием по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ за счет создания и использования информационного обеспечения, входящего в состав комплексной автоматизированной системы управления предприятием.

Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ методов и моделей функционирования предприятий по техническому обслуживанию и ремонту дорожно-строительных машин с использованием процессного описания.

2. Разработка методов и алгоритмов автоматизации управления поставками запасных частей для предприятий по техническому обслуживанию и ремонту дорожно-строительных машин.

3. Описание бизнес-процессов и разработка информационного обеспечения АСУ для предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

4. Экспериментальное исследование разработанных методов и оценка результатов внедрения АСУ на предприятии по техническому обслуживанию и ремонту дорожно-строительных машин.

Методы исследования

При разработке формальных моделей компонент в диссертации использовались методы общей теории систем и классический теоретико-множественный аппарат. Системный анализ функционирования предприятий проводился на базе реальных статистических данных, с использованием математических и статистических пакетов. При разработке моделей и алгоритмов управления использовалась теория графов, методы математического программирования, теория случайных процессов, имитационное моделирование, теория массового обслуживания И др.

1.3. Научная новизна

Научная новизна заключается в разработке моделей и методов создания специализированного информационного обеспечения, обеспечивающего сбор и многоаспектную обработку информации, необходимой для автоматизации производственной деятельности типового предприятия по техническому обслуживания и ремонту ДСМ.

На защиту выносится:

формализованное описание технологических процессов функционирования предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ;

оригинальный иерархический алгоритм прогнозирования потребности в запасных частях;

- семантические модели данных, концептуальная и реляционная схемы базы данных, в которой содержится информация о поставщиках запасных частей, их номенклатуре, конструкции и характеристиках, инструкций по эксплуатации и ремонту и т.д.;

- структура вычислительной сети типового предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

1.4. Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов

определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом потоков заказов на действующих предприятиях, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы на нескольких предприятиях по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

1.5. Практическая ценность и реализация результатов работы

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до

практического использования. Они представляют непосредственный

интерес в области моделирования и управления предприятиями по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

Методы и алгоритмы, а также программные средства могут быть использованы при решении задач анализа и синтеза управления предприятиями, деятельность которых непосредственно связана с техническим обслуживанием и ремонтом дорожно-строительной техники и комплектующие.

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятиях ЗАО «Департамент технического надзора», ООО «ПРОМСИСТЕМЫ», а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ(ГТУ).

1.6. Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских и межрегиональных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2006-2009г.г.);

• на заседании кафедры АСУ МАДИ(ГТУ).

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процессов управления представляет интерес в области теоретических и практических методов принятия решений по организации эффективного управления предприятиями по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей и алгоритмов.

Во введении обосновывается актуальность работы. Ставятся цели и задачи исследований. Приводится краткое содержание глав диссертации.

В первой главе проводится анализ методов и моделей функционирования предприятий по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ. Проводится анализ функций и задач технического обслуживания и ремонта дорожно-строительных машин, а также описаны технологические процессы на современных ремонтных предприятиях, где используются индустриальные методы ремонта, в том числе агрегатный, базирующийся на замене вышедших из строя сборочных единиц и деталей отремонтированными в заводских условиях.

Среднее предприятие может ремонтировать 750-^800 машин (агрегатов, узлов и т.д.) в год. Такому количеству машин соответствует большое количество документации, поэтому возникает необходимость в автоматизации процесса обработки документов. Это требует создания и внедрения современного информационного обеспечения в виде системы

баз данных, возможно с распределенной структурой, представляющего сегодня ядро АСУ. Использование АСУ на предприятии, работающей в вычислительной сети, избавит сотрудников от сложной рутинной работы с документами, поможет быстро найти и воспользоваться необходимой информацией. Кроме того, АСУ поможет создавать необходимые отчеты, которые необходимы для составления статистики с последующим планированием деятельности предприятия.

Рассмотрены проблемы информатизации предприятий по ремонту и техническому обслуживанию дорожно-строительных машин. Показано, что оборудование этих предприятий аналогично оборудованию, применяемому в машиностроительной промышленности, что позволяет использовать разрабатываемые в диссертации модели и методы автоматизации на предприятиях различной отраслевой принадлежности.

Приведен обзор методов аналитического и имитационного моделирования процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ. Обзор аналитических методов в основном направлен на системы массового обслуживания, на основании которых выполняется формализация потоковых задач перевозок, функционирования складских помещений, стратегий организации запасов ресурсов и др. Проводится обоснование и выбор автоматизированной системы для предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Показано, что основной особенностью таких систем является их масштабируемость и адаптируемость к многообъектовой среде.

Во второй главе выполнен подробный анализ объекта автоматизации, включая организацию работ по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Предложено формализованное описание технологических процессов функционирования предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ с использованием теории процессного описания.

Под функционированием системы понимается процесс изменения ее состояния во времени. Рассмотрены зопросы формализованного описания процессов с учетом того, что система имеет высокую размерность, разделяется на множество объектов, различным способом связанных между собой, руководствуется сложными алгоритмами, описывающими переход из одного состояния в другое.

Пусть система есть множество параметров <2 = , где -некоторый параметр. Каждый параметр принимает множество значений, обозначаемое в дальнейшем как с(^). Тогда определим состояние процесса , где Очевидно, что в этом

случае пространство состояний системы 5=Па(д,). Таким образом,

пространство состояний системы относится к координатному типу, поскольку натянуто на систему координат £)•

За основу последующих рассуждений примем следующее описание процесса. Процесс Ъ есть четверка:

2=<5, Т, Я а> (1)

где: 5 - пространство состояний; Т - множество времен изменения состояний (характеризует моменты приема заказов); Р - фазовая характеристика (график), определяемая как Р: Т—>8, причем это отображение должно быть функционально; а- отношение линейного порядка на Т.

Множества Тн Б могут быть как дискретными, так и непрерывными, что позволяет определению (1) задавать практически все виды процессов. Интервал времени [/н. /к], где 1п - (к = тах^} назовем

интервалом определения процесса.

Подпроцесс есть плотное подмножество процесса Ъ на интервале времени [¿¡; Понятие подпроцесса позволяет рассматривать процесс в виде некоторой последовательности подпроцессов, над которыми выполняются операции соединения, объединения, группировки и т.д.

Решена задача прогнозирования потребности в запасных частях, что позволяет минимизировать складские издержки. Обобщающим показателем оценки управления запасами может служить показатель рентабельности запасов.

Производится расчет показателей вариации спроса вокруг прогнозного среднего значения. Расчет этих показателей необходим для оценки качества прогноза, для фильтрования «исключительных» значений спроса, или «выбросов», в следующем периоде, для планирования страхового запаса.

Для любой методики прогнозирования существуют два основных показателя качества прогноза: предвзятость (смещенность) и среднее абсолютное отклонение. Для оценки предвзятости используется показатель средней ошибки:

\^факт I ^грол/, )

СО = « , (2)

где: 0фт"' - фактический спрос; '-прогнозируемый спрос; 1 - номер периода; п - число периодов прогнозирования. Важно также знать разброс фактических значений вокруг прогнозируемых. Для этого рассчитывается показатель среднего абсолютного отклонения:

'' п п '

У , | . про?»г |

САО = й , (3)

CAO отражает размер средней ошибки независимо от знаков индивидуальных значений. СО и CAO, вместе взятые, позволяют оценить качество прогноза и сформировать управленческие решения об изменении методики прогнозирования, об увеличении страхового запаса, об ускорении сроков поставки с целью снижения вариации спроса за время поставки и т.д. С помощью показателя CAO контролируется и прогнозируется качество и общая несмещенность прогноза, на основании которого строится управление запасами.

Помимо процента отклонения от прогнозируемой величины, СО и CAO, контролируется показатель смещенности прогноза:

Показатель смещенности г=СО/САО находится в пределах от -1 до +1. Перед началом прогноза фактический спрос сравнивается с установленным интервалом и определяется, являются ли выбросы за пределы интервала неслучайными и обоснованными.

Качество прогноза непосредственно отражается на качестве принимаемых управленческих решений по управлению запасами. Для эффективного управления запасами важно выбрать обоснованный метод и методику прогнозирования. В диссертации предложен метод прогнозирования потребности в запасных частях и оригинальный иерархический алгоритм прогнозирования. Математически планирование склада запасных частей можно представить в виде множества отдельных задач по принятию решения о закупке каждой отдельной запасной части. Для формальной оценки востребованности каждого отдельного элемента номенклатуры введен коэффициент потребности в запасной части Сптр, который может принимать значения от 0 (полное отсутствие потребности) до 1 (безусловная потребность).

C,mp = f(ak><lk>mnpeà) ^ (4)

где: ак - функция применяемости к ДСМ различных моделей и модификаций; - парк ДСМ в регионе; тпрсд - объем потребления запасной части в предыдущие периоды.

Расчет коэффициента Сптр проводится для каждой детали номенклатуры, применимой к эксплуатируемым в регионе ДСМ. После расчета коэффициента Сптр для каждой детали, вводится пороговый коэффициент Спрг, на основании которого принимается окончательное решение о закупке детали на склад. Количество единиц закупаемой и хранимой номенклатуры также вводится в зависимость от Сптр. Сумма средств, затрачиваемых на закупку запасных частей, составит:

S-tfJcJxp,

(5)

где fKOjl - функция количества закупаемых запасных частей от коэффициента потребности; Сптр - коэффициент потребности i-й запасной

части; р, - стоимость одной единицы запасной части; п - количество запасных частей в номенклатуре.

Таким образом, задавая пороговый коэффициент Спрг, можем рассчитывать стоимость склада Б. И наоборот, заранее определяя стоимость склада (т.е. бюджет, спланированный на закупку запасных частей на склад), рассчитываем пороговый коэффициент Спрг.

Для первичного принятия решения о выделении средств на формирование (поддержание) склада запасных частей, можно использовать график зависимости стоимости склада Б от порогового коэффициента Спрг. В данном случае пороговый коэффициент, после некоторого преобразования, можно рассматривать как фактор удовлетворения потенциального спроса на запасные части. Таким образом, можно найти такое критическое значение стоимости склада, после которого дальнейшее увеличение стоимости склада не будет приводить к существенному росту фактора удовлетворения спроса.

Все множество случаев присутствия 81 или отсутствия Бо потребности в запасной части обозначим через 8. На основании предположения о потребности в 1-й запасной части Я:, множество 8 делится на два подмножества 8о и 8|. Для каждого предположения вычисляется энтропия, соответствующая информационной ценности предположения. В результате последовательного ветвления получается иерархическая структура, в которой максимально использована информация, улучшающая точность прогноза, и игнорирована информация, которая прогноза не улучшает.

Сформируем многомерный массив Сптр, измерениями которого будут параметры, соответствующие выявленным существенным факторам. Объединяя данные массивов тренировочных данных, вычислим Сптр для каждого возможного случая:

п

_ зам

где: пзам - число замененных деталей; пэши - общее число деталей в эксплуатации.

Применение разработанного алгоритма к прогнозному массиву позволяет получить полный прогноз потребности в запасных частях на рассматриваемый период. Группируя и отбирая данные по пороговому коэффициенту, получим рекомендуемый ассортимент и количество запасных частей.

Суммируя стоимость отобранных запасных частей, можно вычислить общую стоимость склада и сравнить с выделенным бюджетом. В случае существенного различия планового и вычисляемого значений, корректируя Спрг с использованием процедуры обратной коррекции,

можно сформировать ассортимент, обеспечивающий оптимальное удовлетворение спроса при заданном объеме инвестиционных вложений.

Исследован метод прогнозирования потребности в запасных частях с использованием временных рядов. Основная модель ошибок состоит в том, что наблюдаемая величина ух представлена в виде суммы временного тренда f(t) и ненаблюдаемой ошибки Et:

y=f(t)+ctl где Мгх=0 Mzl2=a2.f(t)=a0+ait+.. ,+атtm. (7)

В третьей главе приведено описание основных бизнес-процессов планирования закупок запасных частей, обеспечивающих эффективное функционирование предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ, так как рациональное использование ограниченных финансовых ресурсов для закупки запасных частей позволяет получить существенный экономический эффект. Еще больших результатов удается получить при автоматизации всей деятельности предприятия с использованием современных информационно-коммуникационных технологий и концепции построения информационного обеспечения АСУ с использованием системы баз данных. Выполнено описание бизнес-процесса «Контроль исполнения среднесрочного плана-графика поставки запчастей». Порядок выполнения и схема бизнес-процесса представлены на рис.1. Представлено описание основных бизнес-функций и сформулированы технические требования на автоматизацию бизнес-процессов.

Выполнен полный цикл проектирования базы данных. Определены информационные требования пользователей с использованием методики BSP.

Таблица 1.

Состав функций 1-го уровня приложения «Дорожная машина»

№ п/п Наименование Задачи (функции) Описание Тип задачи

1.1. Модель машины Данные техпаспорта Регламентная

1.2. Оперативные запросы ДСМ Обработка сведений о дорожно-строительных машинах Оперативная

Разработана концептуальная схема БД, представленная на рисунке 2.

Контроль исполнения среднесрочного плана-графика поставки запчастей

Заказ на закупку

• Заказ на закупку (Фактическая дата открытия заказа на закупку)

Заказ на закупку (Фактическая дата отгрузки партии доставки запчастей со склада поставщика)

Заказ на закупку (Фактическая дата прибытия партии доставки запчастей на предприятие)

Контроль отгрузки партии достааки запчастей со склада поставщика

"Г

Прибытие партии доставки запчастей на

предприятие (центральный склад, участок) .

1 ОПТКиМС^" " ' ' "

Контроль

сослветствия

плановым срокам

юставки запчаст!

"**^закэзу ■ т '

План-факт поставки

запчастей (Фактическая дата открытия заказа на закупку}

План-факт поставки запчастей (Фактическая дата от грузки партии достааки запчастей со склада поставщика)

План-факт поставки запчастей (Фактическая дата прибытия партии достааки запчастей на предприятие)

План-факт посгавки запчастей (Перечень заказов на закупку выполненных в плановые сроки)

Ллэя-факт поставки запчастей (Перечень заказов на закупку не выполненных в плановые сроки)

Заказ на закупку (Перечень заказов на закупку)

Контроль качества и количества запчастей по заказу на закупку

—*

Заказ на закупку (Перечень выполненных заказов на закупку )

Заказ на закупку (Перечень оплаченных заказов на закупку )

Контроль исполнение

план-графика поставки запчастей

Пяан-фзкт поставки запчастей (Перечень выполненных заказов на закупку )

План-факт поставки запчастей (Перечень заказов на закупку не выполненных в полном объеме )

Отчет об исполнении

плана-графика поставки запчастей

Рис Л. Порядок выполнения и схема бизнес-процесса.

Рис. 2. Концептуальная схема.

Выполнено отображение концептуальной схемы в реляционную схему. Создание реляционной схемы данных позволило упростить конструирование многотабличных форм, запросов и отчетов. Реляционная схема данных является основой построения распределенной АСУ.

В четвертой главе выполнено описание функционирования АСУ предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ.

Своевременное и качественное выполнение работ по техническому обслуживанию возможно лишь при условии соответствующей организации работ. Высокий уровень организации технического обслуживания позволяет не только повысить качество технического обслуживания, но и снизить его стоимость, более эффективно использовать материальную базу, кадры и другие резервы предприятия.

Организация технического обслуживания определяется характером работ и видом технического обслуживания.

Предложена методика прогнозирования запасов и выполнено экспериментальное исследование зкстраполяционного метода прогнозирования потребности в запасных частях. Прогноз производился на основе статистических данных склада запасных частей ООО «ПРОМСИСТЕМЫ» (г.Москва).

Система прогнозирования разработана в виде подсистемы базы данных. Данные отбираются из базы данных Microsoft Database (mdb) с помощью SQL-запросов. Алгоритм метода реализован в среде Visual Basic for Applications с использованием функций и методов динамической библиотеки STATISTJCA 6.0 Object Library.

Для опенки неравномерности потребления для каждой номенклатурной позиции было вычислено значение стандартного отклонения сбаз. (рис.3).

Рис. 3. Распределение стандартных отклонений спроса по выборке

0123489153235323010001020200020001010102020000

На диаграммах показаны некоторые свойства экспериментальной базовой выборки. Запасные части со склада реализуются как оптовым, так и розничным потребителям. Статистика продаж оптовым клиентам часто носит неравномерный характер (рис.4). Это можно объяснить тем, что небольшие фирмы имеют свои собственные склады запасных частей и поддерживают наличие деталей на этих складах, периодически размещая заказы в количестве, превышающем обычное потребление. Такие мелкооптовые заказы нельзя рассматривать как исключительные, так как неравномерное мелкооптовое потребление является отражением равномерного розничного спроса. Кроме того, мелкооптовые заказы формируют значительную долю объема реализации запасных частей с регионального склада. Прогнозирование по таким позициям следует проводить на больший период, чем для позиций равномерного спроса -это позволит сгладить неравномерность потребления. Может также быть использовано предварительное сглаживание значений спроса перед прогнозированием.

Рассмотрены вопросы организации вычислительной сети, которая должна обеспечить передачу данных между подразделениями, хранение и обработку данных, а также взаимодействие программного обеспечения.

Проведены расчеты, подтверждающие высокую экономическую эффективность инвестиций в разработку и внедрение системы.

Рис. 4. Распределение частоты заказов по номенклатуре

Таблица 2.

Погрешность прогнозирования для некоторых наименований

Фактич. Прогноз. Погреш-

Номенклатура знач. значение Ыаз МАО ность о

диск колесный 160 131,1 -3,611 3,728 0,236

колодки тормоз. 1996 2060,5 0,777 7,623 0,352

лампа 1607 1241,8 -16,600 19,636 0,242

масло трансмис. 432 519,0 6,217 11,101 0,340

опора шаровая 141 140,6 -0,035 0,618 0,053

подшипник 129 136,2 0,448 2,341 0,358

ремень ГРМ ' 179 194,9 0,797 2,421 0,273

ремень приводной 101 126,3 1,206 1,249 0,301

ролик натяжителя ремня 271 276,6 0,234 1,472 0,139

сальник 342 323,6 -0,419 1,862 0,411

свеча зажигания 2799 2740,4 -1,724 9,348 0,342

тяга рулевая 137 137,6 0,075 2,015 0,157

фара 399 426,8 0,397 1,097 0,380

фильтр воздушный 1504 1558,9 0,807 4,720 0,360

фильтр масляный 3168 3485,4 | 14,426 22,322 0,203

Для связи с внешними абонентами системы могут использоваться коммутируемые телефонные каналы или оптоволоконные линии связи.

В заключении представлены основные результаты работы.

В приложениях содержатся документы об использовании результатов работы, а также расчеты экономической эффективности инвестиций на разработку и внедрение АСУ.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, которые приведены в списке публикаций.

Основные выводы и результаты работы

1. Проведен анализ функций и задач технического обслуживания и ремонта дорожно-строительных машин, который показал их сложность и взаимосвязь. Описаны технологические процессы, сопровождающие индустриальные методы ремонта, в том числе, агрегатный ремонт, базирующийся на замене вышедших из строя сборочных единиц и деталей отремонтированными в заводских условиях.

2. Выполнен анализ организационного и математического обеспечений АСУ предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Проведен обзор методов аналитического и имитационного моделирования процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ.

3. Описано информационное обеспечение технологических процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ. Рассмотрены проблемы информатизации предприятий и вопросы организации информационного обеспечения технологических процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ. Показано, что необходимо создание, актуализация и ведения системы баз данных, в которой содержится информация о поставщиках запасных частей, их номенклатуре, конструкции и характеристиках, инструкций по эксплуатации и ремонту.

4. Выполнено обоснование и выбор автоматизированной системы для предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Показано, что оборудование этих предприятий аналогично оборудованию, применяемому в машиностроительной промышленности, что позволяет использовать разрабатываемые в диссертации модели и методы автоматизации на предприятиях различной отраслевой принадлежности.

5. Выполнен подробный анализ объекта автоматизации, включая организацию работ по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Предложено формализованное описание технологических процессов функционирования типового предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

6. Решена задача прогнозирования потребности в запасных частях, что позволяет минимизировать складские издержки. Предложен оригинальный иерархический алгоритм прогнозирования и выполнено его исследование.

7. Исследовано информационное обеспечение АСУ для предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ. Выполнено описание основных бизнес-процессов (планирования закупок запасных частей, контроля исполнения среднесрочного плана-графика поставки запчастей и оперативной корректировки среднесрочного плана-графика закупок запчастей).

8. Проведен полный цикл проектирования базы данных, предложены семантические модели данных, а также общая концептуальная модель данных.

9. Рассмотрены вопросы обеспечения информационной надежности с учетом анализа риска. Выполнено описание функционирования АСУ предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ.

10. По результатам проведенных исследований определены структура, задачи, механизмы взаимодействия и содержание баз данных распределенной информационной системы управления предприятием. Предложена структура вычислительной сети предприятия.

11. Определена экономическая эффективность инвестиций в разработку и внедрение системы.

12.Разработанные методы, алгоритмы и программы прошли апробацию и внедрены для практического применения на ряде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ(ГТУ).

Публикации по теме диссертационной работы 1. Горячев, A.C. Методы нечеткой кластеризации для управления рисками на предприятии / A.C. Горячев, A.B. Будихин, Шень Янь //' Теория и практика информационных технологий. МСНТ. - М., 2006. - С.57-66.

2. Горячев, A.C. Автоматизированная система управления предприятием rio ремонту и сервисному обслуживанию дорожно-строительных машин I A.C. Горячев, К.А. Николаева, М.В. Приходько, А.Г. Прядко // Инновационные технологии в промышленности, строительстве и образовании: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М., 2007. -С.109-115.

3. Горячев, A.C. Алгоритм управления заказами по сервисному обслуживанию техники / A.C. Горячев, М.В. Приходько, А.Г. Прядко, Н.А, Красникова // Инновационные технологии в промышленности, строительстве и образовании: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М., 2007. -С. 148-154.

4. Горячев, A.C. Синтез топологии корпоративных информационных систем / A.C. Горячев, A.M. Ивахненко, Лян Лян, М.В. Приходько // Информационные технологии: программирование, управление, обучение. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). -М., 2007. - С. 15-22.

5. Горячев, A.C. Автоматизация доступа пользователей к базам данных объектов недвижимости / A.C. Горячев, В.М. Гурьянов, Д.С. Осипов // Методы прикладной информатики в автомобильно-дорожном комплексе: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). -М., 2007. - С. 129-134.

6. Горячев, A.C. Нечеткий алгоритм автоматической классификации текстов / A.C. Горячев, A.B. Будихин, М.А. Пишагин // Организационно-управляющие системы на транспорте и в промышленности; сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М., 2007. - С.30-36.

7. Горячев, A.C. Адаптация интерфейса к характеристикам пользователей в корпоративных системах / A.C. Горячев, А.Б. Чубуков, И.А. Кузнецов // Инновационные методы автоматизации технологических процессов и производств: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М., 2008. - С.10-14.

8. Горячев, A.C. Роль электронного документооборота в автоматизации и управлении предприятием / A.C. Горячев, И.Э. Саакян, Л.Ф. Макаренко, C.B. Мазуренко // Инновационные методы автоматизации технологических процессов и производств: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). -М., 2008. - С.103-107.

9. Горячев, A.C. Модели размещения и координации работ на протяженных объектах / A.C. Горячев, М.Н. Антонов, С.Н. Сатышев, Б.Е. Циклис//Вестник МАДИ (ГТУ). -вып. 1(16), 2009. -С. 108-111.

10. Горячев, A.C. Многоуровневая аналитико-имитационная модель выбора режимов управления дорожно-строительной и транспортной техникой / A.C. Горячев, В.Б. Борисевич, А.Ю. Кудрявцев, А.Б. Чубуков // Теория и практика автоматизированного управления: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ) №1(41). -М., 2009. -С.95-103.

Подписано в печать 15 сентября 2009 г. Формат 60x84/16 Усл.печ.л 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 43 "Техполиграфцентр" Россия, 125319,г.Москва,ул. Усиевича, д. 8а. Тел./факс: 8(499)152-17-71 Т. 8-916-191-08-51

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО РЕМОНТУ И ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН.

1.1. Анализ функций и задач технического обслуживания и ремонта дорожно-строительных машин.

1.2. Анализ организационного и математического обеспечений АСУ предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

1.3. Информационное обеспечение технологических процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ.

1.4. Обоснование и выбор автоматизированной системы для предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

ВЫВОДЫ.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ ПО РЕМОНТУ И ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ДСМ.

2.1. Анализ объекта автоматизации и описание исходных данных.

2.2. Формализованное описание технологических процессов функционирования предприятия.

2.3. Модели и методы- повышения эффективности системы управления складскими запасами.

2.4. Разработка метода прогнозирования потребности в запасных частях.

ВЫВОДЫ.

3 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И

РЕМОНТУ ДСМ.

3.1. Информационное обеспечение АСУ для предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ.

3.1.1. Описание бизнес-процессов планирования закупок запасных частей.

3.1.2. Описание бизнес-процесса «Контроль исполнения среднесрочного плана-графика поставки запчастей».

3.1.3. Описание бизнес-процесса «Оперативная корректировка среднесрочного Плана-Графика закупок запчастей».

3.2. Проектирование структуры базы данных.

3.3. Разработка метода автоматизации планирования складских запасов.

ВЫВОДЫ.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ВНЕДРЕНИЯ АСУ НА ПРЕДПРИЯТИИ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ И РЕМОНТУ ДСМ.

4.1. Описание функционирования АСУ предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ.

4.2. Экспериментальное исследование экстраполяционного метода прогнозирования потребности .'.

4.3. Разработка БД по бизнес-функции ««Контроль исполнения план-графика поставки запчастей».

4.4. Организация вычислительной сети.

4.5. Оценка эффективности инвестиций в разработку и внедрения системы.

ВЫВОДЫ.

Возрастание роли сферы обслуживания, в том числе и технического обслуживания дорожно-строительных машин характерная черта современной Российской экономики, которая появилась после приватизации 90-х годов. До этого времени, в условиях тотального дефицита необходимость организации послепродажного обслуживания по сути дела отсутствовала. Увеличение количества предприятий по техническому обслуживанию (ПТО), ремонту и диагностике дорожно-строительных машин (ДСМ), усложнение самих процессов диагностики и ремонта aгpeгaтoв^ современных машин требует новых подходов к организации информации, позволяющей описывать подобные процессы и на их основе осуществлять сложную обработку структурированной информации- для принятия тех или иных управленческих решений. В связи с этим работа, посвященная вопросам разработки моделей и методов автоматизации управления ПТОпо ремонту и техническому обслуживанию ДСМ, представляется весьма актуальной.

Сложность деятельности таких предприятий , заключается в том-, что они всегда работают в условиях неопределенности. Для- обеспечения бесперебойной работы такого предприятия. и. повышения его конкурентоспособности на рынке, необходимо решение следующих задач: прогнозирование и управление запасами деталей, агрегатов и узлов (комплектующих); прогнозирование необходимого количества инженерно-технического состава; прогнозирование расположения опорных пунктов по техническому обслуживанию ДСМ в зависимости от текущих потребностей. Для решения этих задач требуются разветвленные информационные системы и современные методы организации, и управления- производственными процессами, основанные на современных математических методах и моделях.

Требование к оперативности реализации запросов-на комплектующие, а также необходимость их транспортировки заставляет все более серьезно относиться к вопросам повышения производительности труда, что ставит задачи непрерывного совершенствования и развития автоматизации и управления всем циклом технического обслуживания. Сложность реализации деятельности предприятий по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ приводит к необходимости разработки новых аналитических и имитационных моделей, которые охватывают весь жизненный цикл их функционирования. Анализ опыта внедрения ERP-систем для управления техническим обслуживанием и ремонтами на российских предприятиях показывает довольно безрадостную картину. Типичная ситуация: системой управления ТОиР довольны экономисты, бухгалтеры, словом, все, за исключением специалистов, непосредственно занятых в ТОиР. Возможно, такая система позволяет списывать материалы на те или иные ремонты. Но в какой степени она полезна персоналу, занятому обслуживанием инфрастуктуры, если» в, системе нет развитых функций управления планированием заданий и оформления документов на работы, если она не позволяет в полной мере учесть тонкости этого ответственного и сложного бизнес-процесса? Люди по-прежнему будут пользоваться электронными таблицами, а потом кое-как переносить данные из них в ERP-систему. В конечном счете, предприятия нередко вновь возвращаются- к вопросу автоматизации ТОиР, но уже на основе специализированного программного продукта. Управление инфраструктурой,— это один из многих элементов ERP-системы. Но по сложности алгоритмов, процессов, по количеству первичных документов и объему информации управление ТОиР покрывает от трети до половины функциональности системы управления капиталоемким предприятием. Алгоритм планирования закупок на нужды ТОиР разительно отличается от алгоритма планирования снабжения производственной программы в ERP-системе. Поскольку ремонтный контур в ERP-системе не является основным, для его работы необходимо сначала развернуть некоторые базовые модули (финансы, производство и т. д.). В итоге внедрение ERP превращается в глобальный проект, а задача автоматизации управления ТОиР отодвигается на дальнюю перспективу.

В денежном выражении затраты на сырье в таких отраслях, как металлургия или химическая промышленность, составляют больше половины расходов предприятия. Однако если для потребностей производственной программы закупаются десятки, иногда сотни наименований (из них количество критически важных, разумеется, меньше), то для обеспечения квартального плана ремонтных работ могут понадобиться тысячи и даже десятки тысяч наименований запасных частей или материалов.

Алгоритмы планирования ERP-систем основаны на допущении, что во внешнем мире доступны любые ресурсы в любых количествах. По основному сырью предприятие действительно обычно заключает несколько договоров с поставщиками, что позволяет службе снабжения иметь свободу маневра в случае колебаний цены или трудностей у отдельных поставщиков. При обеспечении технического обслуживания это совершенно не так. Большинство поставщиков оборудования требуют применения в своих аппаратах и машинах только оригинальных запчастей, а для многих типов оборудования запчасти производятся только одним предприятием.

По большому счету ошибка при планировании закупок основного сырья не имеет серьезных последствий для предприятия. Недостаточность заказа обычно бывает быстро замечена производственными службами. Излишек сырья не очень хорош с точки зрения концепций "бережливого производства", тем не менее, он будет израсходован в следующих периодах. Если проанализировать годовое движение остатков сырья на складах производственного управления, то обычно наблюдаются колебания вокруг некоторого среднего значения, связанные с сезонными изменениями сбыта и поставок.

Совсем другая картина возникает при ошибках в планировании ресурсов под ремонты. Их недостаток может привести к тому, что работы просто невозможно будет выполнить, возникнут неполадки и простои оборудования со всеми вытекающими последствиями. В случае же излишних закупок приобретенные материалы и запасные части могут навечно осесть на складе. Поэтому при анализе остатков складов служб, занятых в ТОиР, по данным за несколько лет мы увидим постепенный их рост, как по абсолютному количеству, так и по числу позиций хранения.

Кроме того, бывает, что запчасти и материалы списываются на ремонты, но потом не расходуются и остаются^ лежать мертвым грузом на цеховых складах механиков, электриков, энергетиков. Все это порождает проблему последующего списания ценностей, затрат на вывоз и утилизацию. Слабая управляемость и непрозрачность в этой сфере-порождает у персонала ощущение бесконтрольности и ведет к злоупотреблениям. Таким образом, ошибки при планировании обеспечения основного производства приводят к некоторому снижению эффективности1 деятельности компании (увеличению складских остатков и< незавершенного производства, необходимости более частой перенастройки оборудования и пр.). А вот ошибки в обеспечении технического обслуживания и ремонтных работ могут стать причиной безвозвратных потерь.

В последние годы сервис ДСМ не получил развития и организационно находится на весьма низком уровне. Основными причинами такого положения являются малое количество- подобной техники по отношению к легковым, автомобилям и слабое экономическое- состояние предприятий, эксплуатирующих эту технику. Хотя она, в отличие от легковой машины, участвует в производственном процессе, а значит, приносит прибыль. Быстрее и качественнее строит тот, чья техника работает эффективнее. Около 20% московского парка, землеройной техники составляют импортные машины, остальные 80% - отечественные. Технические решения, и технологическое исполнение машин отечественного производства* находятся на уровне 70-х годов прошлого века. Хотя в этом есть свои плюсы: на отечественных машинах собственными силами и подручными средствами можно устранить практически любую неисправность, чего нельзя сказать об импортной технике, которая по своим конструктивным и эксплуатационным параметрам и новым инженерным находкам вызывает восхищение, но при ремонте требует сложного диагностического оборудования и инструмента. Как показывают выборки, приведенные в статьях с распределениями землеройной' техники, находящейся в эксплуатации в г. Москве, срок эксплуатации и суммарная наработка значительной части машин превысили нормативные значения. Эксплуатация техники с наработкой, превышающей установленный ресурс, как правило, экономически нецелесообразна в связи- с простоями машин в ремонте, которые, в свою очередь, срывают график работы и приводят к нарушению сроков1 завершения объекта. Снижается безопасность эксплуатации, и чаще возникают отказы и-аварийные ситуации. В результате возможны человеческие травмы и возникновение вторичных дефектов, которые усложняют ремонт или.делают его невозможным.

Как известно, существуют две' стратегии управления техническим состоянием и- надежностью машин в эксплуатации: профилактическая и аварийно-восстановительная. Профилактическая стратегия может быть реализована двумя путями: через планово-предупредительную систему технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) или систему ТО и Р машин по фактическому техническому состоянию. С точки зрения академической науки, можно долго сравнивать указанные подходы и спорить о критериях оценки, и целевых функциях. Но практика заставляет эксплуатирующие организации управлять техническим состоянием и надежностью техники, не имея возможности строить математические модели- и функции отклика изучаемого объекта: Поэтому рассмотрим надежность машины с обывательской, или, так сказать, примитивной, точки зрения. Прежде всего, надежной называют машину, у которой в процессе работы не случаются отказы, т.е. ситуации, при которых вследствие повреждения деталей и узлов ее работоспособность нарушается и дальнейшая эксплуатация становится невозможна. Различают внезапные и постепенные отказы. Внезапные, или непредсказуемые, отказы - это чаще всего отказы, связанные с качеством изготовления деталей и сборкой сопряжений узла или агрегата. Накапливающиеся со временем изменения формы трущихся деталей и структуры их материала, коррозия и многие другие факторы способны вызвать неисправное состояние или так называемый постепенный отказ в работе. При этом отказ происходит после того, как износ или коррозия достигнет определенного критического значения. Понятно, что различные узлы и агрегаты изнашиваются неравномерно и процесс накопления неисправностей носит вероятностный характер. В принципе, невозможно точно определить момент отказа того или иного конструктивного элемента. Во всех расчетах он прогнозируется как ожидаемое среднее значение, которому соответствует рассеяние истинной величины. При планово-предупредительной системе ТО и Р некоторые узлы и агрегаты, снимаемые с машин и отправляемые в ремфонд, еще имели остаточный ресурс, что приводило «к финансовым потерям. Поэтому в настоящее время все большее распространение приобретает система обеспечения надежности и работоспособности машины за счет диагностики технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса узлов и агрегатов. Для контроля и прогнозирования функционального состояния самоходных машин используется различное диагностическое оборудование. Результатом проведенной диагностики является заключение о техническом состоянии объекта с указанием (при необходимости) места, вида и причины дефекта.

Любую самоходную машину можно рассматривать как техническую систему, представляющую упорядоченную совокупность совместно действующих элементов (агрегатов, узлов и деталей) и предназначенную для выполнения заданных функций: Каждая техническая система характеризуется вполне определенной структурой, под которой понимается характер взаимодействия между элементами системы, определяемого их геометрическими размерами, физическими, механическими и другими показателями. Числовые значения этих показателей достаточно полно описывают техническое состояние, работоспособность и качество функционирования элементов машин. Эти величины называются структурными параметрами. Структурными параметрами могут быть для деталей - геометрические размеры; для машин в целом - виброакустические параметры, мощность, уровень расхода ГСМ и т.д. В процессе эксплуатации вследствие изнашивания, коррозии, загрязнения и т.д. структурные параметры изменяются от номинальных значений до< предельных. Разность между текущими и номинальными значениями характеризует степень отклонения состояния системы от номинального, а разность между текущими значениями и предельными - остаточный ресурс. Таким образом, для оценки возникшей неисправности или определения остаточного ресурса машины или агрегата необходимо знать.текущие, номинальные и предельные значения ее структурных параметров. Нормативные и предельные значения параметров указываются в документации на машину, а текущие определяются по контрольным приборам или с помощью диагностического- оборудования. Поэтому на строительно-дорожных машинах используются различные датчики, отслеживающие техническое состояние машины, и компьютерные системы, позволяющие не только обрабатывать данные состояния различных систем машины и предупреждать заранее возможные отказы, но и автоматизировать управление самой машиной. При существовавшей долгие годы планово-предупредительной системе технического обслуживания и ремонта все нормативы по ТО и Р были рассчитаны применительно к условиям проведения работ в организациях, имеющих в своем составе 100200 машин различного типа и обеспеченных эксплуатационной базой согласно типовым проектам. При этом в расчетах наработка обслуживаемых машин с начала эксплуатации принималась равной 50-75% от наработки до капитального ремонта (средняя наработка до капитального ремонта по отечественным строительно-дорожным машинам 6000 мото-часов, в течение года наработка составляет примерно 1 тыс. мото-часов). Показатели трудоемкости и продолжительности капитального ремонта (КР) определялись применительно к условиям специализированных ремонтных предприятий с производственной программой'до 100 машин одной модели в год. По проведенным исследованиям трудоемкость текущего ремонта (TP) машин с наработкой, близкой к капитальному ремонту, более чем в три раза превышала трудоемкость TP машин с наработкой-1-1,5 тыс. мото-часов.

В настоящий момент большинство эксплуатирующих предприятий в г. Москве имеют на балансе до 10 самоходных машин; понятно, что на таких предприятиях о серьезном подходе к техническому обслуживанию, а тем более к ремонту и говорить не приходится. Отсутствие квалифицированных специалистов, оборудованных помещений для ремонта, нормативно-технической- документации и диагностического оборудования в несколько раз повышает трудоемкость ремонта, снижает его качество. Если раньше, при развитой системе ремонтных органов, затраты на эксплуатацию на 15-20% формировались ремонтными> расходами, то в создавшихся условиях ремонтные расходы могут составить, более 30% от всех затрат на эксплуатацию. Как же* снизить такой высокий процент? Либо эксплуатирующим предприятиям создавать собственную службу технического обслуживания и ремонта, занимать производственные площади, закупать дорогостоящее оборудование и инструмент, формировать склад запасных частей, готовить кадры и т.д. и т.п., либо» воспользоваться услугами сторонней организации. Одним из выходов из создавшейся ситуации может стать развитие системы фирменного технического обслуживания ДСМ. Эта система предусматривает полную ответственность производителя техники за работоспособность своей продукции в течение всего срока эксплуатации в любом регионе ее использования. В. последнее время по этому принципу организована эксплуатация строительно-дорожной техники во всем мире. Фирменное обслуживание техники иностранного производства, в основном обеспечиваемое дилерами крупных компаний, достаточно быстро развивается на всей территории России. К сожалению, с отечественной техникой ситуация обратная. Низкая платежеспособность эксплуатирующих предприятий, отсутствие оборотных средств, квалифицированных кадров и другие причины не дают возможности сформироваться структурам, отвечающим за техническую поддержку устаревшего парка российских машин.

Учитывая сложившуюся критическую ситуацию с ремонтом и техническим обслуживанием самоходной техники и ощутимые экономические потери в г. Москве, возникла задача по организации специализированных сервисных центров по ремонту и ТО самоходных машин. В 2001 году по инициативе Мосгостехнадзора создано 4 таких центра на базе существующих крупных предприятий; имеющих хорошо оснащенную базу, для технического обслуживания и ремонта.

В данной предметной области нормативную составляющую информационного обеспечения образуют:

ГОСТ 18322—78 Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и.определения;

ГОСТ 24408—80 СТОИР СМ. Правила сдачи в капитальный ремонт и выдачи из капитального ремонта машин и их составных частей. Общие требования;

ГОСТ 25044—87 Техническая диагностика. Диагностирование автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Основные положения.

ERP-системы хорошо справляются с управлением процессами, повторяющимися во времени и потребляющими стандартный набор ресурсов. Поддержание же инфраструктуры состоит из множества всегда уникальных задач (даже один текущий ремонт сложного агрегата может существенно отличаться от предыдущего ремонта этой же технологической единицы). Не говоря уже о необходимости оперативно исключать или добавлять работы. Планирование графиков заданий на ТОиР должно проводиться либо календарным способом, либо по зафиксированной наработке (часов, километров, плавок и т. д.), либо при наступлении некоторых событий (момент которых заранее не известен: морозы, подтопление), либо, например, по состоянию оборудования или по его значимости для технологической цепи. На предприятии неизбежно возникают нестандартные задачи определения оптимального метода планирования для того или иного оборудования, перехода с одного метода на другой, сочетания и увязывания в одном плане-графике нескольких таких методов.

Следующая трудно решаемая проблема — формирование справочников. Известно, что ERP-система делает всё, но некоторые функции выполняет хуже, чем это удаётся отдельным специализированным решениям. Для управления ТОиР более естественна иерархическая структура данных, отображающая интересующие специалиста причинно-следственные связи. Вряд ли найдется бухгалтер или экономист, которого интересуют эти причинно-следственные связи, однако без такой функциональности система управления ТОиР будет не очень полезна для специалиста по ремонтам и эксплуатации. Более того, вся эта информация слишком детальна и специфична для всех сотрудников, кроме непосредственно занятых в системе обслуживания основных фондов предприятия.

Есть и традиционные организационные сложности, затрудняющие получение полноценной системы управления основными фондами в рамках глобальных ERP-проектов.

Подводя итог, можно констатировать, что внедрение автоматизированной системы управления ТОиР (АСУ ТОиР) ставит множество методических вопросов, решить которые можно, опираясь как на знания менеджеров предприятия, так и на помощь экспертов с опытом в области информатики и бизнес-аналитики. АСУ ТОиР нуждается, например, в данных о номенклатуре и стоимости запчастей, проходящих через отдел снабжения и контролируемых другими бизнес-приложениями. Поскольку обмен подобными данными крайне необходим для эффективной работы системы, в проекте следует предусмотреть решение вопроса интеграции, скажем, путем установки стандартных или специально разрабатываемых конвертеров.

Несомненно, интеграция систем и разработка программ-конвертеров потребует дополнительных затрат. Однако именно интеграция БАМ- и ERP-системы является, на наш, взгляд, наиболее эффективным путем построения корпоративной информационной системы.

Предметом исследования является организационно-производственная структура предприятий технического обслуживания и ремонта ДСМ, включающая в себя следующие подсистемы:

- техническую;

- технологическую;

- организационную;

- экономическую;

- маркетинговую;

- правовую;

- нормативную;

- информационную.

Можно отметить следующие основные проблемы развития рынка услуг автосервиса:

- потребности в услугах автосервиса не удовлетворены количественно и качественно; предприятия и услуги не всегда доступны потребителю (территориально и по ассортименту);

- низкий уровень производственно-технической базы, квалификации персонала, и как следствие, низкое качество оказываемых услуг;

- предприятия автосервиса по ряду причин представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья населения.

На базе обозначенных проблем, предложены основные направления и принципы развития рынка услуг автосервиса региона:

1) обеспечение дорожной безопасности- (принцип безопасности);

2) обеспечение экологической безопасности (экологический принцип);

3) максимальное возможное приближение предприятий автосервиса к автовладельцам и сосредоточение квалифицированного обслуживания в местах концентрации автомобилей (территориальный принцип);.

4) максимальное удовлетворение потребностей автовладельцев;

5) повышение качества технического обслуживания и ремонта.

Дальнейшее изучение состояния, структуры и-динамики развития рынка услуг необходимо для проведения мониторинга рынка услуг автосервиса с целью' его сегментации и последующего дифференцированного подхода к разработке управляющих воздействий в области регулирования и развития.

Комплексная реализация предложенных мероприятий в соответствии с разработанными принципами позволит обеспечить формирование и дальнейшее развитие цивилизованного рынка услуг автосервиса.

В рамках диссертации также обязательным предметом исследований будут являться современные методы мониторинга и прогнозирования производственной деятельности предприятий TG, методы управления и принятия управленческих решений на предприятиях ТС, структура управления предприятием ТС, в т.ч и автоматизированная.

Современный рынок услуг по обслуживанию автотранспортных средств развивается в направлении индивидуализации подхода, типизации действий, интеграции основных процессов и автоматизации операций. Это ведет к совершенствованию бизнесс-процессов, структурной реконструкции элементов систем автосервиса, развитию отношений на ином качественном уровне. Зарубежный и отечественный опыт показывает, что эти процессы напрямую связаны с внедрением новых информационно-коммуникационных технологий, предполагающих создание и использование развитого информационного обеспечения. Совершенствование программных и аппаратных средств и технологий способствуют внедрению автоматизированных систем управления, что, в свою очередь, способствует возникновению и формированию в системах автосервиса таких направлений как логистика, электронный обмен данными и т.д.

Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта (ТОР) дорожно-строительных машин (ДСМ) должно идти по пути индивидуализации, ориентированности на каждую конкретную- единицу техники. Это обусловлено современными логистическими требованиями к точности и оперативности технического обслуживания* и ремонта, уровню его безотказности, а также чрезвычайно высокой стоимостью современной техники. Ремонтно-обслуживающие стратегии и технологии должны строиться исходя из принципа максимизации ресурсоотдачи каждого автомобиля. Процесс создания индивидуальных систем ТОР достаточно сложный, развивающийся через системы фирменного обслуживания, поддерживаемых заводами-изготовителями, к специализированным модульным системам ТОР, обладающими адаптационными свойствами и способностью к настройке на конкретное транспортное средство и самообучению.

Прогрессивные компании! переориентируют организацию внешних и внутренних бизнес-процессов, руководствуясь новейшими концепциями, методиками, разработками: идеологией поддержки жизненного цикла товара (CALS), интегрированными системами планирования и управления ресурсами корпораций (ERP - Enterprise Resource Planning), системой управления взаимоотношениями с клиентом (CRM - Custom Relationship

Management), стандартами электронного обмена данными (EDI - Electronic Data Interchange) и другими. При предъявлении рынком все более жестких требований к качеству обслуживания, фирмы, не оказывающие комплексные услуги, стали менее привлекательны для потребителя. Одной из причин качественного изменения рынка автосервиса является возрастающая сложность конструкции, оригинальные технические разработки, «ноу-хау»-технологии, при которых без мощной информационной поддержки производителя техники невозможно достичь требуемого^ уровня обслуживания клиента. В рамках диссертации предлагаются современные методы создания специализированного информационного и математического обеспечений прогнозирования, производственной деятельности предприятий по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ; методы управления и-принятия- управленческих решений на предприятиях рассматриваемого класса- и назначения- с использованием АСУ. Это требует от предприятия значительных усилий, направленных на создание эффективной- организации информационного обеспечения и его сопровождения, что- требует существенных материальных затрат; Поэтому, не смотря на большое число работ в этом- направлении, любое движение вперед, обеспечивает существенный экономический эффект, что5 и определяет актуальность настоящей диссертационной работы.

Предметом исследования- является ^ структура управления типового предприятия по техническому обслуживанию-и ремонту ДСМ, включающая процессы внедрения новых информационных технологий, современные методы мониторинга и прогнозирования стратегии поставок запасных частей для ДСМ, а также компоненты математического, информационного и программного'обеспечения. АСУ.

Целью работы является повышение, эффективности и качества управления предприятием по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ за счет создания и использования информационного обеспечения, входящего в состав комплексной автоматизированной системы управления предприятием.

Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:

Выводы

1. По результатам проведенных исследований определены структура, задачи, механизмы взаимодействия и содержание баз данных распределенной информационной системы управления предприятием.

2. Определена экономическая эффективность инвестиций в разработку и внедрение системы.

3. Разработанные методы, алгоритмы и программы прошли апробацию и внедрены для практического применения на раде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ(ГТУ).

4. Предложена структура вычислительной сети предприятия.

5. Определена экономическая эффективность инвестиций в автоматизацию предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ функций и задач технического обслуживания и ремонта дорожно-строительных машин, который показал их сложность и взаимосвязь. Описаны технологические процессы, сопровождающие индустриальные методы ремонта, в том числе, агрегатный ремонт, базирующийся на замене вышедших из строя сборочных единиц и деталей отремонтированными в заводских условиях.

2. Выполнен анализ организационного и математического обеспечений АСУ предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Проведен обзор методов аналитического и имитационного моделирования процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ.

3. Описано информационное обеспечение технологических процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ. Рассмотрены проблемы информатизации предприятий по ремонту и техническому обслуживанию дорожно-строительных машин. Рассмотрены вопросы организации информационного обеспечения технологических процессов технического обслуживания и ремонта ДСМ. Показано, что необходимо создание, актуализация и ведения системы баз данных, в которой содержится информация о поставщиках запасных частей, их номенклатуре, конструкции и характеристиках, инструкций по эксплуатации и ремонту.

4. Выполнено обоснование и выбор автоматизированной системы для предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Показано, что оборудование этих предприятий аналогично оборудованию, применяемому в машиностроительной промышленности, что позволяет использовать разрабатываемые в диссертации модели и методы автоматизации на предприятиях различной отраслевой принадлежности.

5. Выполнен подробный анализ объекта автоматизации, включая организацию работ по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ. Предложено формализованное описание технологических процессов функционирования типового предприятия по техническому обслуживанию и ремонту ДСМ.

6. Решена задача прогнозирования потребности в запасных частях, что позволяет минимизировать складские издержки. Предложен оригинальный иерархический алгоритм прогнозирования и выполнено его исследование.

7. Исследовано информационное обеспечение АСУ для предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ. Выполнено описание основных бизнес-процессов (планирования закупок запасных частей, контроля исполнения среднесрочного плана-графика поставки запчастей и оперативной корректировки среднесрочного плана-графика закупок запчастей).

8. Проведен полный цикл проектирования базы данных, предложены семантические модели данных, а также общая концептуальная модель данных.

9. Рассмотрены вопросы обеспечения информационной надежности с учетом анализа риска. Выполнено описание функционирования АСУ предприятия по ремонту и техническому обслуживанию ДСМ.

10. По результатам проведенных исследований определены структура, задачи, механизмы взаимодействия и содержание баз данных распределенной информационной системы управления предприятием. Предложена структура вычислительной сети предприятия.

11. Определена экономическая эффективность инвестиций в разработку и внедрение системы.

12.Разработанные методы, алгоритмы и программы прошли апробацию и внедрены для практического применения на раде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ(ГТУ).

1. Агзамов Г.К. Прогнозирование потребности в запасных частях с учетом зональных особенностей эксплуатации машин: Труды ГОСНИТИ. -М.: ГОСНИТИ, 1974. Т.80. - ч.2

2. Архипов В.Г., Нисневич А.И. Производство и организация сбыта запасных частей // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1997. - №10.

3. Андронов A.M., Надиев Д.С. О некоторых усовершенствованиях алгоритма Бузена для расчета замкнутых сетей массового обслуживания // Автоматика и вычислительная техника. 1984. - № 4. - С. 18-21.

4. Афанасьв Л.Л., Островский Н.Б. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. М., Транспорт, 1984. -333с.

5. Баутин В.М., Голубев И.Г., Ермолин Н.В. Определение потребности в запасных частях при фирменном техническом сервисе: сборник материалов научно-практической конференции «Проблемы воспроизводства сельскохозяйственной техники». М.: МГАУ, 2001.

6. Башарин Г.П., Бочаров П.П., Коган Я.А. Анализ очередей в вычислительных сетях. Теория и методы расчета. М.: Наука, 1989. - 336 с.

7. Башарин Г.П., Толмачев A.JI. Теория сетей массового обслуживания и ее приложения к анализу информационно-вычислительных систем // Итоги науки и техники. Теор. вероятн. Мат. стат. Теор. кибернетика. М.:ВИНИТИ, 1983. -Т.21. - С.3-119.

8. Беляков В.Г., Митрофанов Ю.И., Ярославцев А.Ф. Пакет прикладных программ для математического моделирования сетевых систем // XI Всесоюз. школа-семинар по вычислительным сетям: Тез. докл. М.: ВИНИТИ, 1986. - Ч.Ш. - С. 145-150.

9. Борозенец В.Н. Прогнозирование потребности в запасных частях к сельскохозяйственной технике на примере дождевальных машин: Автореф. дис. канд. экон. наук. Ставрополь, 1999.

10. Волгин В.В. Запасные части: особенности маркетинга и менеджмента. М. Ось-89, 1997.

11. П.Гальперин А.С., Щипов И.В. Прогнозирование числа ремонтов машин. — М.: Машиностроение, 1978.

12. Гамбаров Г.М. Моделирование и прогнозирование динамических рядов. М.: Финансы и статистика, 1988.

13. Гиг Дж. Ван Прикладная общая теория систем М.: Мир, 1981.- Т. 1,- 336 с.

14. М.Глушков В.М. О системной оптимизацию Кибернетика.- 1980.-№5.-С. 1-6.

15. Голубев И.Г., Ермолин Н.В. Повышение эффективности обеспечения запасными частями при фирменном техническом сервисе: Аналитический обзор. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.

16. Голубев И.Г., Ермолин Н.В. Прогнозирование емкости рынка запчастей для технического сервиса автомобилей: Сборник материалов юбилейной конференции инженерного факультета. — М.: РГАЗУ, 2001.

17. Горячев, А.С. Методы нечеткой кластеризации для управления рисками на предприятии / А.С. Горячев, А.В. Будихин, Шень Янь // Теория и практика информационных технологий. МСНТ. М., 2006. - С.57-66.

18. Горячев, А.С. Синтез топологии корпоративных информационных систем / А.С. Горячев, A.M. Ивахненко, Лян Лян, М.В. Приходько // Информационные технологии: программирование, управление, обучение. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). -М., 2007. С. 15-22.

19. Горячев, А.С. Автоматизация доступа пользователей к базам данных объектов недвижимости / А.С. Горячев, В.М. Гурьянов, Д.С. Осипов // Методы прикладной информатики в автомобильно-дорожном комплексе: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М., 2007. - С. 129-134.

20. Горячев, А.С. Нечеткий алгоритм автоматической классификации текстов / А.С. Горячев, А.В. Будихин, М.А. Пишагин // Организационно-управляющие системы на транспорте и в промышленности: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М., 2007. - С.30-36.

21. Горячев, А.С. Модели размещения и координации работ на протяженных объектах / А.С. Горячев, М.Н. Антонов, С.Н. Сатышев, Б.Е. Циклис // Вестник МАДИ (ГТУ). вып. 1(16), 2009. - С. 108-111.

22. Грешилов А.А., Стакун В.А., Стакун JI.A. Математические методы построения прогнозов. М., Радио и связь, 1997. — 112с.

23. Гридина Е.Г. Прогнозирование стационарных процессов с помощью оптимальных линейных систем. С.-Петерб. гос. электротех. ун-т. -СПб, 1995.-37с.

24. Добронравии Е.Р. Методика оптимального управления товарными запасами в сбытовой цепи промышленного предприятия: Дис. канд. экон. наук /Ярославский государственный университет (ЯрГУ). Ярославль, 2000.

25. Дэвис Д., Барбер Д., Прайс У. и др. Вычислительные сети и сетевые протоколы. М.: Мир, 1982. - 562 с.

26. Егорова Н.Е., Мудунов А.С. Применение моделей и методов прогнозирования спроса на продукцию сферы услуг. -М., ЦЭМИ РАН, 2000.

27. Емельянов В.В. Метод построения математических моделей сложных дискретных систем и процессов. Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 1993. - №1. - С.14-19.

28. Ермолин Н.В. Прогнозирование потребности в запасных частях для автомобилей сельскохозяйственного назначения (на примере дилерской системы ОАО «ГАЗ»): Дис. канд. экон. наук. Москва, 2003.

29. Егорова Н.Е., Мудунов А.С.Система моделей прогнозированияспроса на продукцию сферы услуг. Журнал «Аудит и Финансовый анализ», №3, 2001. М., Компьютерный аудит, 2001http://www.optim.ru/fin/2001 /З/regorova/regorova.asp.

30. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988. - 192 с.

31. Жалковер Т.Д., Широков А.В. К вопросу об оптимальной комплектации технических устройств запасными частями // Надежность и контроль качества. 1970. - №9.

32. Зеленкович Ю.А. Введение в БД. Курс лекций. http://www.mstu.edu.ru/education/materials/zelenkov/toc.html.

33. Коломиец П.А. Организация и планирование обеспечения народного хозяйства запасными частями к тракторам, автомобилям и сельскохозяйственным машинам. М. Россельхозиздат, 1975.

34. Корольков И.В., Королькова Л.И. Прогнозирование состояния машин и производственно-технологических процессов // Техника в сельском хозяйстве. 1991. - №6.

35. Краузе А.Г. Оптимизация стратегий замен деталей машин с использованием статистического моделирования: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М., 1981.

36. Кугель Р.В. Надежность машин массового производства. М.: Машиностроение, 1981.

37. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. -М.: Мир, 1979. 600 с.

38. Клейнрок JI. Коммуникационные сети (стохастические потоки и задержки сообщений). — М.: Наука, 1970. 256 с.

39. Кузнецов Е.С., Троицкий А.И. Совершенствование методов определения нормативной потребности в запасных частях. Повышение эксплуатационной надежности автомобилей. -М.: НИИАТ, 1979. -Вып.З.

40. Кузнецов Е.С. и др. Техническая эксплуатация автомобилей. М.:1. Транспорт, 1991.

41. Лукинский B.C., Кукушкин В.В. Методические основы управления снабжением запасными частями автотранспортного предприятия. — Ставрополь, 1997.

42. Лэсдон Л.С. Оптимизация больших систем. М.: Наука, 1975.- 431с.

43. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1978,- 344 с.

44. Методика нормирования расхода запасных частей к тракторам и сельскохозяйственным машинам. — М.: ГОСНИТИ, 1984.

45. Методические рекомендации по снабжению потребителей запасными частями к автомобилям, тракторам, сельскохозяйственным и другим машинам организациями системы Россельхозтехники. М.: Центральное бюро научно-технической информации, 1975.

46. Методика определения предварительной номенклатуры, норм расхода запасных частей для сельскохозяйственных машин, подготавливаемых к производству по результатам испытаний опытной партии. -М.: ВИСХОМ, ГОСНИТИ, УкрНИИСХОМ, КубНИИТИМ, 1975.

47. Методика разработки нормативов потребности в запасных частях и сборочных единицах к сельскохозяйственным машинам на ремонтно-эксплуатационные нужды. М.: ВИСХОМ, ГОСНИТИ, 1983.

48. Методические указания по определению ресурса двигателей. М.: ГОСНИТИ, 1971.

49. Мизин И.А., Богатырев В.А., Кулешов А.П. Сети коммутации пакетов. М.: Радио и связь, 1986. - 408 с.

50. Орлов А.Н., Смирнов В.Н. Развитие научных исследований в области подъемно-транспортного машиностроения. — Научн. техн. ведомости. СНб ГТУ. 1996. - №3. - С.46-56.

51. Пахомова В.Н., Отставнова Л.А., Изибаев К.Б. Рационализация работы внутризаводсткого транспорта на основе метода концентрацииподзадач. Эксплуатация транспорта, Сарат.гос.техн.ун-т. - Саратов, 1996. -С.87-91.

52. Пачурова В.И., Чижикова И.Л. Критерии обнаружения выбросов, использующие робастные оценки мешающих параметров. Теория вероятностей и ее применения. -1995. -40. №2. - С.445-456.

53. Первозванский А.А., Гайцгори В.Г. Декомпозиция, агрегирование и приближенная оптимизация. М.: Наука, 1979.- 342с.

54. Петряков С.Н. Прогнозирование потребности в запасных частях с учетом их качества и маркетинга: Дис. канд. экон. наук. Саранск, 1999.

55. Родников А.Н., Щербаков А.А. Логистика в снабжении запасными частями // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1992, № 5.

56. Плужников К.И. Договор складского хранения. — Бюл. транс, инф. -1996. -№10. С.10-13.

57. Поспелов Д.А. Ситуационное управление, теория и практика. М.: Наука, 1986.- 288 с.

58. Прошин И.А., Прошин Д.И., Прошин А.И. Методика выбора математической модели при обработке экспериментальной статистической информации. Пенз. гос. техн. ун-т. - Пенза, 1997. — 20с.

59. Прошин И.А., Прошин Д.И., Прошин А.И. Методика обработки экспериментально-статистической информации. Пенз. гос. техн. ун-т. -Пенза, 1997. -29с.

60. Селиванов А.И. Основы старения машин. М.: Машиностроение,1971.

61. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. Л.: Машиностроение, 1990. - 332 с.

62. Трикозюк В. А. Повышение надежности автомобилей. М: Транспорт, 1980.

63. Фуфаев С.А. Исследование рынка автомобильных запасных частей и факторов прогнозирования их потребности в производстве: Дис. канд. экон. наук. Самара, 1994.

64. Фрэнк Г., Чжоу В. Топологическая оптимизация сетей ЭВМ // ТИИЭР.- 1972.-Т. 60. -№ 11.-С. 147-162.

65. Ху Т. Целочисленное программирование и потоки в сетях. М.: Мир, 1974.-519 с.

66. Щетина В.А. Лукинский B.C., Сергеев В.И. Снабжение запасными частями на автомобильном транспорте. М.Транспорт, 1988.

67. Янбых Г.Ф., Этингер Б.Я. Методы анализа и синтеза сетей ЭВМ. -Л.: Энергия, 1980.-96 с.

68. Gardarin G., Valduriez P. Relational database and knowledge bases.-N.Y.: Addison-Wesley, 1989.- 450 p.

69. Nishizawa K. A method to find element of cycles in a incomplete directed graph an its applications binary ANP and Petri nets. - Comput. and Math. Appl. - 1997. - 33, №9. - P.33-46.

70. Ralescu A. A Note on Rule Representation in Expert Systems//Information Sciences.- 1986.- v.38, №2. P. 193-203.

71. StatSoft, Inc. (2001). Электронный учебник по статистике. Москва, StatSoft, http://www.statsoft.ru/home/textbook/default.htm.