автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности эксплуатации технологических машин на основе организации системы поддержки их работоспособного состояния

На правах рукописи

и/1-*-""

ДЕМЕНКОВА Екатерина Алексеевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН НА ОСНОВЕ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ИХ РАБОТОСПОСОБНОГО СОСТОЯНИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 5 ДПР ?0«О

Москва, 2010

004600905

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Павлов Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузнецов Павел Михайлович

кандидат технических наук, доцент Иванов Геннадий Николаевич

Ведущая организация: ФГУП «Государственный научный центр

лесопромышленного комплекса», г. Москва

Защита состоится « » АЛСХД_2010 г. в 10 ч. на заседании

диссертационного совета Д 212.142.03 в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу. 127055, г. Москва, Вадковский переулок, За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного технологического университета «СТАНКИН».

Автореферат разослан « 09 » 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

Д 212.142.03 ,

Семячкова Е.Г.

к. т. н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основой технической политики в области поддержки работоспособности транспортных и технологических машин лесного комплекса является система обеспечения их работоспособного состояния, которая представляет собой совокупность взаимодействующих средств, исполнителей, стратегий и технологий. Важнейшими средствами обеспечения работоспособного состояния машин в процессе эксплуатации являются своевременное и высококачественное техническое обслуживание и ремонт, эксплуатационная технологичность, которая обеспечивается на этапе проектирования и технологической подготовки производства. Достижение конечной цели - поддержка машин в исправном состоянии - должно сопровождаться минимальными экономическими потерями за счет уменьшения простоев машин и стоимости работ по техническому обслуживанию и ремонту.

Внедрение интеграционных подходов между участниками жизненного цикла технологических машин лесного комплекса является одним из перспективных путей повышения эффективности их эксплуатации. Поэтому разработка моделей, методов и алгоритмов технического обслуживания и ремонта изделий лесного комплекса является актуальной задачей.

Ведущими исследователями в области методологии и принципов применения СЛЬБ-технологий на предприятиях, в том числе и лесного комплекса, являются: И.П. Норенков, Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, В.В. Павлов, В.В. Быков, Н.С. Еремеев и другие.

Объект исследования. Объектом исследования диссертационной работы являются процессы поддержки в работоспособном состоянии технологических машин лесного комплекса.

Цель и основные задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности эксплуатации технологических машин на основе разработанной системы поддержки их работоспособного состояния (на примере лесного комплекса).

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- исследовать процессы п оддержки технологических машин лесного комплекса в работоспособном состоянии с целью определения перспективных подходов организации технической системы;

- разработать модель технической системы поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса;

- разработать модель машины, ориентированную на использование в технологической системе контроля и восстановления её работоспособности;

- разработать методику оценки целесообразности осуществления работ по поддержке работоспособного состояния технологических машин лесного

комплекса на конкретном предприятии;

- разработать методику моделирования транспортных связей в системе поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе теории систем и системного анализа, теории полихроматических множеств и графов, функционального моделирования процессов обслуживания и ремонта.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработан метод моделирования изделия лесного машиностроения (технологической машины лесного комплекса) с учётом геоклиматических и биологических факторов внешней среды;

- разработана математическая модель системы контроля и восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса, обеспечивающая автоматизированное проектирование технологических процессов по поддержке их работоспособного состояния;

- разработан метод моделирования транспортных связей в системе поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса с учётом различных форм организации работ.

Практическая ценность заключается в разработке методики качественной и количественной оценки предприятия на возможность проведения работ по поддержке работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса, позволяющей оценить существующую материальную базу и возможные трудозатраты на проведение этих работ. Также разработана методика выбора транспортных связей между предприятиями, эксплуатирующими технику, и предприятиями, выполняющими работы по поддержке работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса.

Внедрение результатов диссертационной работы. Концептуальная математическая модель технологической машины лесного комплекса, формализующая его структуру, и разработанные методики моделирования процессов поддержки ее работоспособного состояния с учётом эксплуатационных свойств для выбора рационального варианта проведения ремонта и технического обслуживания машин лесного комплекса используются на ОАО «Механический завод» (г. Архангельск), ОАО «Соломбальский машиностроительный завод» (г. Архангельск).

Методика моделирования процессов поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса используется в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 230201.65 «Информационные системы и технологии» и 230104.65 «Системы автоматизированного проектирования» ГОУ ВПО Архангельского государственного технического университета.

Апробация работы. Теоретические и практические результаты работы докладывались на конференциях:

- пятой юбилейной межрегиональной молодёжной научной конференции «СЕВЕРГЕОТЕХЭКО-2004», г. Ухта, 2004 г.;

- первой научной конференции «Качество и ИЛИ (CALS) - технологии», г. Судак,2004 г.;

- международной научно-технической конференции «Интеграция САПР и систем информационной поддержки изделий», Соловецкие острова, 2004 г.

- международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности», Россия, Мирный - Соловецкие острова, 2005 г.

- двадцать пятой Межведомственной научно-технической конференции космодрома «Плесецк», 2007 г.

- научных конференциях и семинарах института информационных технологий ГОУ ВПО Архангельского государственного технического университета.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликованы 11 печатных работ, из них 2 в изданиях, содержащихся в перечне ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, списка использованной литературы из 110 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 134 страницах, содержит 24 рисунка, 32 таблицы, словарь терминов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы и сформулированы основные задачи исследования.

В первой главе приведён анализ технологических машин лесного комплекса, рассмотрена их специфика, произведена их классификация, которая определяется условиями эксплуатации, в том числе геоклиматическими и биологическими факторами внешней среды, такими как сезонностью работ, природно-производственными факторами и т.д.

Рассмотрены работы по сохранению работоспособного состояния техники, структура предприятий по контролю и поддержке техники в работоспособном состоянии, осуществляемые ими функции. Проанализирована работа таких предприятий в отечественном и зарубежном лесных комплексах, а также их финансовое состояние.

Представлены современные методы и средства повышения эффектив-

ности эксплуатации машин лесного комплекса. Проанализированы принципы CALS-технологий, обеспечивающие информационную интеграцию жизненного цикла технологических машин лесного комплекса за счёт организации единого информационного пространства, ведение электронного документооборота, минимизация затрат в ходе жизненного цикла и непрерывного совершенствования бизнес-процессов.

Определены цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена разработке модели системы поддержки работоспособного состояния технологических машин. Их эксплуатация рассмотрена с учётом особенностей условий применения. Система поддержки работоспособного состояния представлена двумя составляющими: системой контроля работоспособности и системой восстановления работоспособности.

Разработана и адаптирована для дальнейшего использования модель технологической машины. Основой формализации модели является аппарат дискретной математики, в частности полихроматические множества и графы. На теоретико-множественном уровне структура технологической машины лесного комплекса А описывается синергетическим полихроматическим множеством вида

S(A) = (A, F(à), F(A), [F(A)xF(A)], [AxF{á)l[AxF{A)\ ,[AxA{F)}\ (1) где: множество А задает состав элементов схемы членения технологической машины; F(A) - набор контуров технологической машины; булева матрица - взаимосвязь контуров между собой; булева матрица [AxF(A)], строки которой отображают персональные цвета элементов технологической машины a¡ е А, одноименные унитарным цветам в F{Á)\ булева матрица [AxA(F)], столбцы которой отображают тела унитарных цветов технологической машины F(A).

В результате модель технологической машины представляется конструктивной схемой членения в виде иерархического графа-дерева с бесцветным каркасом. В качестве типового изделия лесного комплекса выбран погрузчик леса манипуляторного типа, как наиболее распространённый в лесозаготовительных и транспортных процессах.

Проведена классификация свойств технологической машины. Свойства представлены группами, учитывающими различные специфичные факторы в процессе эксплуатации машины: F(A)J - геоклиматические и биологические факторы; F(A)" - факторы функционального назначения; F(A)m - влияние на работоспособность изделия и т.д.

Для моделирования системы поддержки машины в работоспособном состоянии выделены эксплуатационные характеристики, определяющие функциональность (F/). Для погрузчика леса эксплуатационными характеристиками будут грузоподъемность, герметичность и др., табл.1.

Таблица 1.

Эксплуатационные контуры погрузчика леса_

Обозначение Наименование

Г,3 Поворот в горизонтальной плоскости в положительном направлении

П Поворот в горизонтальной плоскости в отрицательном направлении

к« Температура рабочей жидкости

/•V Герметичность

Гц Устойчивость базовой машины

Данные свойства соответствуют определенным конструктивным элементам погрузчика, что задается булевой матрицей табл.2.

Таблица 2.

Булева матрица {АхР(А)] ___

Поворот в горизонтальной ПЛОСКОСТИ 0 положительном направлении | Поворот в горизонтальной плоскости в 1 отрицательном наорав-1 лекнн Перемещение в вертикальной плоскости вверх Перемещение в вертикальной плоскости вниз 1 Перемещение рабочего органа в горизонтальной плоскости вперед Перемещение рабочего органа в горизонтальной плоскости назад ! Захват объекта Освобождение грейфера 1 | Устойчивость базовой | машины

г:

Основание А,1

Стойка а21 • •

Стрела А/ • •

Рукоять А/ • •

Аутригер А •

Гидросистема А6' • • • • • • • • •

Ротатор А • •

Для моделирования процессов контроля и восстановления работоспособности разработаны частные модели технологической машины. Данные математические модели описывают свойства и структуру машины применительно к решению отдельных задач ее эксплуатации в соответствии с нормативной документацией. При моделировании процесса контроля и восстановления, проводимого в рамках технического обслуживания, каждая из частных моделей описывает набор элементов, подлежащих воздействию (операций контроля, замены, регулировки и т.д.). Также набором контуров машины задается перечень контролируемых свойств.

При разработке частной модели технологической машины А] по её исходной модели А, производится преобразование множества А,- элементов

в Множество А] элементов ПSj меньшей мощности, соответствующее частной модели машины описываемой блочной булевой матрицей

А, Л,-

^ А,

11^11 =

\AiXA,]] [А/хАЛ

Л.._______

[Л/хЛ,]: [Л. х 4]

(2)

Для каждого из видов обслуживании разработана своя частная модель. Так для погрузчика частная модель ежедневного обслуживания будет задаваться полихроматическим множеством вида

= Аео = (с?0 и 2, ■ ■ *)■ О)

Элементами частной модели АЕ0 будут корпус поворотного устройства, маслобак, подшипники, гидроцилиндры. Данная модель описывается блочной булевой матрицей, табл.3.

Таблица 3.

Булева матрица частной модели ЕО погрузчика

£ г а § <5 Маслобак а в | в £ в & и к В I а 3 я £ £ 4 В В а г и 3 « й. В г а & г Гндроцклнндр подъема Гндроцклнндр ВЫНОСНОЙ стрелы Подшипник скольжения Подшипник скольжения Подшипники скольжения

А,' а*1 а,/ ... ... а/ а/ ан а,/ ... а,4

Корпус поворотного устройства аг •

Маслобак 41 •

Гидроцилиндры аз • • ... ... • • •

Подшипники 44 • • ... •

Кроме состава элементов и узлов, выделены свойства для каждого элемента частной модели, подлежащие контролю в процессе работы системы. Они задаются в виде булевых матриц [АЕ° х Г(АВ% [А701 х Г(ЛТ0% [Ат02 х Г(АГ0% [АТ03 х Р(АТ0% [Асо х Р(АС0)}.

Также разработана модель данных об изделии для информационного обмена между участниками жизненного цикла технологической машины.

Третья глава посвящена исследованию и моделированию системы контроля работоспособности технологических машин лесного комплекса. Проведен анализ процессов контроля работоспособности, описаны виды кон-

троля, условия проведения данных работ для технологических машин лесного комплекса. Представлена обобщённая структура системы контроля.

Процесс эксплуатации технологической машины лесного комплекса с учетом проведения контроля работоспособного состояния образует определенную структуру (рис.1). Операции по контролю проводятся в начале и по окончании использования машины; входной контроль и контроль после эксплуатации направлен на проверку текущего состояния изделия и на выявление возникших дефектов. В последнем случае составляется список неисправностей и принимается решение о методе их устранения. Выходной контроль связан с проверкой качества проведенных ремонтных работ, после него так-

Рис.1. Структура процессов контроля работоспособности машины

На теоретико-множественном уровне модель процессов системы контроля пре дставляется множеством технологических операторов, их персональных цветов и унитарных цветов, которые моделируют структуру производственного процесса контроля работоспособности. Состав элементов технологического процесса описывается множеством

Т=(Ь.....(4)

операций технологического процесса контроля в системе. Такими операциями для погрузчика леса, например, являются проверка уровня рабочей жидкости, проверка отсутствия течей и др.

Материальные объекты, необходимые для реализации процессов контроля, описываются множеством П, множеством их персональных цветов

П = (Я1, ..., щ,..., л,»). (5)

Например, элементами множества Я погрузчика будут манометр, смотровые окна в конструкции погрузчика и др.

Полный состав элементов системы контроля описывается множеством

Р= ТиП. (6)

Отношения смежности, порядка или иерархической подчиненности между элементами всей технологической системы контроля Р описываются булевой матрицей

[РхР] = [(Т,П)х(Т,П)]-

Г П

[ТхТ\ [ТхЩ т (7)

[Ях Т\ [ПхЩ п

В этой матрице блоки [Т х Т] и [Я х Л] описывают бинарные отношения между операциями контроля множества Т или средствами контроля Я. Блоки [Г х Я] и [Я х 7] описывают бинарные отношения между е Т и щ е Я, и наоборот.

Для установления отношений и связей между свойствами технологической машины А,- и производственной системы контроля Р используется пространство контуров единое для всех элементов машины и производственной системы.

/"=..., Ы ЩЛ,), ДР) да), ЯЛ с (8)

Пространство контуров ^ представляется как булево векторное пространство, в котором составы контуров изделия, технологических операторов и других элементов производственной системы представлены булевыми векторами в пространстве (В). Составы контуров технологических операторов и средств оснащения представляются матрицами контуров

I! сф\\Т1РСГ) = [ТхР(Т)], (9)

\\ст\\п,Р<пГ[ПхР(П)Ъ (10)

а составы контуров элементов производственной системы контроля в целом описываются булевой матрицей контуров

\\сЮ)\\Р,т~[РхР(Р)}. (11)

Процесс контроля работоспособности технологической машины моделируется в виде технологического процесса Г,, как упорядоченной последовательности технологических операторов

= (¡1 и Ь 2, Ь к-1, и к,. •„), (12)

воздействующих на модель контролируемой машины Л,- и осуществляющих преобразование этой модели из предшествующего (Л,)*-/ в последующее (Л,)* состояние. При этом принимается Р(Т)=Р(Р).

При моделировании процесса контроля используются разработанные наборы контуров технического обслуживания (свойств, подлежащих контролю) модели технологической машины. На основании исходного контура технического обслуживания выбираются технологические операторы и необхо-

димые инструменты и оборудование, а затем по частным моделям каждого из технических обслуживании определяются объекты воздействия в модели технологической машины. Варианты наборов операций, и выбранного оборудования и инструментов далее подлежат оценке с целью выбора наилучшего из них.

Контуры контроля работоспособности, называемые диагностическими, выделяются согласно регламента проведения работ, проводимого в рамках технического обслуживания. Например, контуры контроля работоспособности погрузчика включают проверку гидросистемы, проверку состояния фильтров и др., табл. 4.

Таблица 4.

Контуры контроля погрузчика леса_

Обозначение Наименование

Р,' Уровень масла

Уровень рабочей жидкости

к/ Герметичность

Л' Отсутствие посторонних звуков

# Отсутствие механических повреждений

Фиксирование креплений

Ту" Фильтр

Таким образом, в частной модели ежедневного обслуживания Ат в процессе моделирования добавлены диагностические свойства, табл. 5. Здесь О] — (14 элементы АЕ0 еА.

Таблица 5.

Булева матрица ]АЕ0 х F^ЦE0Л

се 5 ев 8 У те 1 £ и О а 2 к и ей £5 £ * | § г и

л В « в о о. >» ^ § 5 3 § * в. * е 4> £ а, 41 а к н в С ® О О Р О. О Ё » е § & К 5 а 8 о £

г/ Р/

Корпус поворотного устройства а 1 •

Маслобак 02 •

Гидроцилиндры аз • •

Подшипники 04 •

Исходными данными для моделирования процесса технического обслуживания являются булевы векторы VLi, где i - порядковый номер обслуживания (i = 1 5). В случае, если результат VLi = 1 (i = 1..5), изделие готово к дальнейшей эксплуатации, а если VLi ^ 1, то требуется проведение работ по наладке или ремонту машины или оборудования (переход машины в систему восстановления).

Например, для погрузчика такими контурами при ежедневном обслуживании будут: F¡d - уровень масла, F¡ - уровень рабочей жидкости, F¡ -герметичность, Ff - отсутствие посторонних звуков, F¡d - отсутствие механических повреждений. Вектор VLi при í = 1 в математической модели имеет вид: VL1 = (F,à л F2" л F3à л F/a Fi0).

Поскольку все свойства должны быть обязательно проконтролированы, установлено, что связь между контурами контроля в ходе каждого из обслуживании должна быть конъюнктивная. При конъюнктивной форме связи истинные значения контура Fj{tk) оператора, взаимодействующего с контуром Fj{A) изделия, принимаются равными: F/tk) = 1, если оператор tk участвует в реализации F/A), и F/tk) = 0 - в противном случае.

Воздействие контуров оператора на преобразуемые контуры изделия определяется по формуле:

F(A)'k = F(A)AF(tk), (13)

где F(A) - требуемый набор контуров изделия при определенном ТО. Вопрос действительной реализации любого контура Fj(A) изделия решается путем анализа состава операторов, необходимых для реализации F/A). Если требуемый состав операторов равен TFj = (Г;7,..., tjk), то контур F/A) будет реализован при условии

m

F/A) = F/TFJ) = AF/tjk) = l. (14)

k=I

Состав операторов, реализующих контур F/A), задается заранее. Состав контуров, которые могут быть реализованы в данной производственной системе, равен

R m

F(P)= F{T) = v у F/tk) . (15)

j=l к=1

Технологические возможности оператора tk характеризуются следующими группами контуров:

контуры, в реализации которых tk не может участвовать

F(A)"k = F(A)A F(tk); (16)

контуры, отсутствующие в изделии А, но в реализации которых оператор tk мог бы участвовать

F{Afk = F(A) a F(tk) a F(A); (17)

контуры, отсутствующие в изделии, в реализации которых оператор 4 не может участвовать

Р(А)1Ук = Р(А)л Р((к) Л Р(А). (18)

Выделена зависимость между эксплуатационными контурами Р/ и контурами контроля работоспособности р?. Свойства, подлежащие контролю, при определённом их значении определяют эксплуатационные контуры

F,4 =

(19)

О, то ^ = О

Например, в ходе ежедневного обслуживания погрузчика леса к проверяемым свойствам относятся: Р]д, р/, Р3д, р/, Р$д. Между свойствами моделируются следующие связи: эксплуатационный контур рабочее давление в гидросистеме Рщ3 взаимосвязан с контуром контроля работоспособности Р,

д

2

- уровень рабочей жидкости, эксплуатационный контур F17э - герметичность взаимосвязан с контуром контроля работоспособности F3 - герметичность и др. Связи между контурами контроля и эксплуатационными контурами определены с помощью булевой матрицы [F? х pf]. Таким образом, можно отследить причину отсутствия определенного функционального свойства в машине.

С целью обеспечения соответствия описания технологии контроля и технического обслуживания международным стандартам, технологический процесс и состав средств оснащения описываются в виде функциональной модели типа IDEF0 согласно стандарту ISO 10303 STEP. На основании изложенных методов формирования обобщенной и частных моделей системы контроля разработаны функциональные модели процессов технического сервиса транспортных и технологических машин лесного комплекса, функциональная модель процессов технического обслуживания погрузчика леса СФ65С, фрагмент которой приведен на рис.2, и другие модели.

По результатам построения функциональных моделей составлены диаграммы, анализ которых позволяет выявить «узкие» места деятельности предприятий технического сервиса.

Четвертая глава посвящена исследованию и моделированию системы восстановления работоспособности технологической машины лесного комплекса. Проведен анализ процессов ремонта изделия машиностроения для лесопромышленного комплекса, описаны возможные отказы и сбои в работе, определены причины их возникновения и методы устранения. Процессы восстановления работоспособности разделены на два вида - обязательные мероприятия процесса технического обслуживания (замена элементов, выработавших свой ресурс, регулировка) и процессы, связанные с восстановлением работоспособности узлов и элементов, потерявших свою функциональность.

Таким образом, система восстановления работоспособности рассмотрена как две подсистемы: подсистема ТО и подсистема ремонта.

Рис.2. Фрагмент функциональной модели процессов ТО погрузчика леса СФ65С

Для моделирования процессов восстановления модель технологической машины А расширена контурами ТО и контурами ремонта Р11 4 е НА)" и р"з е Р(А)и. К контурам ТО Р/ относятся такие свойства элементов модели, как ресурс элемента конструкции машины, объем рабочей жидкости и др. К контурам ремонта относятся такие свойства, как механические повреждения и др. Связь между контурами контроля рД контурами ТО Р- и контурами ремонта Рк установлена исходя из конструкции конкретного изделия лесопромышленного комплекса и в модели определена булевыми матрицами

Контуры ТО выделены согласно регламента проведения технического обслуживания конкретного изделия. Так, контурами ТО погрузчика леса являются объем рабочей жидкости в гидросистеме и др. Перечень контуров приведен в табл. 6.

Таблица 6.

Контуры ТО погрузчика леса_

Обозначение Наименование

Я' Объем масла

П Объем рабочей жидкости

П Отсутствие посторонних звуков (подшипник)

Р4С Фиксирование креплений

# Фильтр

Г/ Рабочая жидкость

Для моделирования процессов ТО определена взаимосвязь данных контуров с контурами контроля.

На теоретико-множественном уровне модель процессов системы восстановления работоспособности формально аналогична модели системы контроля и задается множеством операторных модулей подобных (6), каждый из которых состоит из множества операций (4) и множества материальных объектов, необходимых для выполнения операций (5).

Состав контуров производственной системы, взаимодействующей с контурами объектов восстановления, равен

и п

F(P) = F(T) = VF(P0 = vFítJ. (20)

k=l

Для проведения восстановительных работ технологической машины А с составом контуров F(A) в данной производственной системе необходимо, чтобы

F(A) cF(P), F(A) с F(T) (21)

или на логическом уровне

F(A) = F(P) л F(A) = F(T) л F(A). (22)

Исходной информацией данной модели выступает вектор VLi (i=1..5) с определенным набором значений. Тот компонент вектора, который имеет нулевое значение, нуждается в восстановлении. Вектор VLi может иметь не одно, а несколько нулевых значений и нуждаться в восстановлении нескольких свойств. Восстановление утраченных свойств, выявленных в результате контроля, может быть произведено независимо друг от друга, поэтому форма связи между нарушенными контурами изделия дизъюнктивная.

При дизъюнктивной форме связи контуров машины А и модели производственной системы для преобразующего контура F/tn) оператора, взаимодействующего с контуром F/A) машины, принимаются следующие логические значения: F/t/J = 1, если оператор tk реализует контур F/A), и F/tO = 0 -в противном случае.

Воздействие контуров технологического оператора восстановления работоспособности на преобразуемые контуры машины при дизъюнктивной форме связи определяется по формуле:

F(A)k = (F(A)k.¡ vF(tO) л F(A), (23)

где F(A) служит для исключения контуров, не принадлежащих А. Поскольку между контурами F(A) могут быть логические связи по условиям их существования, после вычисления F(A)к по формуле (23) необходимо определить контуры, не входящие в F(A)k, но реализуемые из-за логических связей внутри F(Á), и включить их в состав F(A)¡,.

Технологические возможности оператора восстановления работоспособности tk характеризуются следующими группами контуров: контуры, которые могут быть реализованы оператором

Р(А)'к = Р(А)к.1лР(ск)лР(А), (24)

где Р(А)к.1 - результат инверсии вектора Р(А)к.];

контуры, которые не могут быть реализованы оператором

Р(А)"к ~ Р(А)к,, л Р((*)лР(А), (25)

где - результат инверсии вектора Р(

контуры, которые уже реализованы, но могли бы быть реализованы оператором 4 определяются по формуле

Р(А)"'к'=Р(А)к.1лРШ; (26)

контуры, которые уже реализованы, но не могли бы быть реализованы оператором 4 определяются по формуле_

Р(А)'\ = Р(А)к., л РЦ,). (27)

Технологический оператор ¡к может быть использован для восстановления работоспособности технологической машины А только при условии Р(А)\ Ф 0. Если известна совокупность 7) операторов, то состав контуров Р(Т{), которые могут быть реализованы данной совокупностью операторов, определяется по формуле (20). Этот состав контуров достаточен для проведения ремонтных работ машины А при условии (21); если данное условие не выполняется, в дополнение к Г; нужно взять другие совокупности операторов из множества 7]/ = {Ть ..., Г;}, такие, что

(28)

где

ВД V/... ур^; (29)

тогда состав операторов, входящих Ть 7}, ...,7}, будет достаточным для проведения работ по восстановлению работоспособности технологической машины А. На теоретико-множественном уровне представления отношению (28) соответствует отношение, аналогичное (21), а отношению (29) соответствует ВД = ОД иОД и... и ОД; (30)

Для моделирования производственной системы восстановления работоспособности изделия лесопромышленного комплекса могут быть использованы табличные модели системы ИСТРА. Табличная модель ТАМД1А имеет дизъюнктивную матрицу контуров МЬ—[Р х Р(Р)]. Контуры изделия А, могут быть реализованы независимо друг от друга разными элементами ркеР, то есть, отношение между составом контуров изделия и контурами порождающей модели соответствует

ПРк)=^. (31)

Исходные данные - булевы векторы УЫ=Р(А^/> и У1е=Р{А^) исходного, полученного по результатам контроля, и требуемого конечного состояния контуров изделия. Упорядоченный набор элементов производственной системы реализующих контуры изделия получают следующим образом:

1) начиная с первой строки рассматривают очередную к-ую строку матрицы контуров МЬ\

2) предшествующее состояние Р(А1)к-1 контуров изделия заменяют инверсией Р(А/)к_1 и по формуле

Р(А){=Р(А)ыаР^)АР(А), (32)

дополненной вектором У1г, вычисляют Р(А)\. Если Р(А)'к ф 0, то рк участвует в реализации контуров изделия - включают рк в Р1 и переходят к пункту 3; если Р(А)\ = 0, то возвращаются к пункту 1;

3) по формуле

F(Л)it=(F(Л)i-IvF(fJl))лF(Л) (33)

вычисляют Р(А,)к и проверяют, все ли контуры изделия реализованы. Если Р(А)к = Р(А{), то вычисления заканчиваются - требуемая последовательность Р, сформирована; если Р(А^к Ф Р(А¡), то возвращаются к пункту 1.

Построены функциональные модели процессов ТО и ремонта. По результатам построения функциональных моделей составлены диаграммы, анализ которых выявлены «узкие» места деятельности предприятий.

Пятая глава посвящена апробации методик оценки целесообразности осуществления мероприятий по поддержке технологической машины в работоспособном состоянии. Апробация методики и моделей осуществлена на примере выполнения таких работ в ОАО «Механический завод», ОАО «Со-ломбальский машиностроительный завод».

На основании алгоритмов, описанных в третьей и четвёртой главе, происходит формирование вектора текущего состояния погрузчика леса СФ65С. В зависимости от значений компонент этого вектора делается вывод о состоянии манипулятора: готовность к эксплуатации по назначению, необходимые корректирующие действия или восстановительные работы. Кроме этого происходит оценка технологической среды на возможность проведения корректирующих мероприятий. Алгоритм оценки осуществимости проведения восстановительных работ приведен на рис.4.

В качестве критериев эффективности принятия решений использованы: стоимостные, с учётом приобретения деталей, и временные. Для количественных расчётов использованы стандартные методики оценки трудозатрат, которые реализованы в соответствующих модулях программного комплекса (модуль оценки осуществимости проведения ремонта и модуль количественной оценки проведения ремонта). Взаимодействие заказчика (предприятия, эксплуатирующего технику) с исполнителем (предприятие, производящее её ремонт) осуществляется на основе Интернет-технологий, предоставляющих возможность взаимодействия территориально отдалённым друг от друга предприятиям (рис.5).

Рис. 4. Алгоритм оценки осуществимости проведения восстановительных работ

© - лесозаготовительные предприятия Щ - ремонтные заводы

•р ;Ю •■, Упй'г'щ« -----------1Ц&'> I. У^ЛШРЯИ.ЧЕВСЦЙ

"11 яятоййа/

АВнюсеп^)-

\ -усть'оче:

' У

Девкой мыс

6ЕСТУЙВ&4< ¿¿с Н060ГСк«

■»»кои

.¡'►ОТПАС »ргЕзоеыП

ИЛЬИНСКОЕ'ЯОДО»

Рис. 5. Региональная система технического сервиса

Оценка проведения операций по поддержке машины в работоспособном состоянии осуществлялась с учетом материальных и трудовых затрат. Выбор ремонтного предприятия, обеспечивающего оптимальный вариант в соответствии с заданным критерием трудозатрат, осуществляется исходя из полученных данных о существующей базе для проведения технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С, рис. 6.

Рис.6. Алгоритм взаимодействия предприятий

Были обследованы ОАО «Вельский ремонтный завод» (г. Вельск), ОАО «Механический завод» (г. Архангельск), ОАО «Соломбальский машиностроительный завод» (Г Архангельск), ОАО «Лимендский ССРЗ» (г. Котлас) с целью оценки существующей базы для проведения технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С. Оценка осуществлялась с учетом материальных и трудовых затрат. Затем выбирается ремонтное предприятие, обеспечивающий оптимальный вариант в соответствии с заданным критерием трудозатрат.

Для реализации возможности п олучения информации предприятием, эксплуатирующим технику, был разработан Web-сервис, использующий базу данных предприятия, проводящего техническое обслуживание и ремонт, и возвращающий информацию в формате XML для последующего просмотра в окне браузера или дальнейшего использования в приложении по выбору рационального варианта проведения технического обслуживания и ремонта.

На основе разработанных моделей проведена оценка возможностей ОАО «Механический завод» (г. Архангельск) для осуществления технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С. В результате анализа результатов моделирования процессов выявлено, что коэффициент загру-

женности оборудования (0,76) и затраты времени на проведение ремонта (в среднем 38 часов на каждый) позволяют провести ремонт манипуляторов (не более 11 штук в месяц). Процесс моделирования показал наличие необходимого оборудования для проведения качественного технического обслуживания и ремонта на ОАО «Механический завод». Анализ результатов моделирования процессов технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С на ОАО «Механический завод» показал, что предприятие, эксплуатирующее технику, должно находиться вблизи автомобильной дороги Архангельск-Вологда (М8) и не далее 350 км от г. Архангельска. Предприятиям, находящимся на северо-востоке Архангельской области в таких районах, как Мезенский и Лешуконский, целесообразно осуществлять техническое обслуживание и ремонт на ОАО «Механический завод» в зимнее время, когда возможен доступ автомобильным транспортом.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В диссертационной работе решена задача, имеющая существенное значение для лесного комплекса и заключающаяся в исследовании технологических процессов поддержки работоспособного состояния машин лесного комплекса, повышении эффективности эксплуатации таких машин на основе разработанной системы оценки предприятия по проведению работ по техническому обслуживанию и ремонту. Применение системы позволяет оценить материальную базу и возможные трудозатраты на выполнение работ, в ы-брать рациональный вариант их проведения.

2. Установлены взаимосвязи между эксплуатационными свойствами, свойствами контроля, свойствами технического обслуживания и ремонта технологических машин, которые позволяют автоматизировать процесс формирования вариантов проведения работ по поддержке ее работоспособного состояния с учетом данных о технологической машине и производственной среде.

3. На базе проведенных исследований были разработаны математические модели технологической машины, процессов контроля и восстановления ее работоспособности с учетом специфики машин лесного комплекса, которые использованы при автоматизации проектирования технологических процессов по поддержке работоспособного состояния технологических машин.

4. Разработана методика оценки возможности осуществления технического обслуживания и ремонта технологических машин лесного комплекса на ремонтном предприятии. Методика позволяет сформировать варианты

проведения технического обслуживания и ремонта, осуществить выбор рационального варианта с учетом материальных и временных затрат, что дает возможность повысить эффективность принятия решений по управлению технологическими процессами.

5. Разработана методика выбора транспортных связей между предприятиями, эксплуатирующими технику и предприятиями, выполняющими работы по поддержанию ее работоспособного состояния.

6. Разработан программный комплекс с использованием современных интернет-технологий, который обеспечивает взаимодействие между предприятиями, эксплуатирующими технику и ремонтными предприятиями. Программный комплекс на основе разработанной методики формирует и оценивает варианты проведения работ.

7. Разработанная система позволила оценить целесообразность проведения технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С на ОАО «Механический завод» (г. Архангельск).

8. Методика моделирования процессов поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса используется в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 230201.65 «Информационные системы и технологии» и 230104.65 «Системы автоматизированного проектирования» ГОУ ВПО Архангельского государственного технического университета.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

Статьи, опубликованные в периодических изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Павлов В.В., Гурьев А.Т., Деменкова Е.А. Моделирование процессов технического обслуживания технологических машин лесопромышленного комплекса// Научно-технические ведомости СПбГПУ №4'2008-141-146с

2. Павлов В.В., Гурьев А.Т., Деменкова Е.А. Моделирование эксплуатации технологических машин// Информатизация и управление: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. - 2009. - № ОВ2. - 480 с. - М.: Издательство «ГОРНАЯ КНИГА». С. 226-236. ISSN 0236-1493

Другие публикации автора'.

3. Кузнецова Е.А. Логистическая поддержка предприятий лесного комплекса. // 5 Междунар. молодёж. науч. конф. «Севергеоэкотех-2004», 2004, Россия, Ухта, 17-19 марта, 2004 г. Мат. конф. Сб. тез. докл. - С. 157-159.

4. Гурьев А.Т., Деменков М.Е., Кузнецова Е.А. Разработка интерактив-

ных электронных технических руководств изделий лесного машиностроения. // Перв. науч. конф. «Качество и ИПИ (CALS) - технологии», Россия, Судак, 24-31 мая, 2004 г. Мат. конф. Сб. тез. докл. - С. 53-59.

5. Гурьев А.Т., Кузнецова Е.А., Павлов В.В., Павлов В.В. Разработка моделей данных логистического анализа изделий лесного машиностроения// Перв. науч.-техн. конф. «Интеграция САПР и систем информационной поддержки изделий», Россия, Соловецкие острова, 6-9 сентября, 2004г. Мат. конф. Сб. тез. докл. - С. 132-137.

6. Кузнецова Е.А. Модель процессов технического обслуживания изделий при проведении логистического анализа// Междунар. науч.-техн. конф, поев. 75-летию АЛТИ-АГТУ «Совр. наука и обр. в решении проблем эконом. Европейского Севера», Россия, Архангельск, 4-6 ноября, 2004 г. Мат. конф. Сб. тез. докл. - С. 372-373.

7. Гурьев А.Т., Кузнецова Е.А. К вопросу создания интегрированной логистической поддержки жизненного цикла изделий лесного машиностроения// Сб. науч. трудов «Охрана окр. среды и рациональное использование прир. ресурсов» - 2004. - IX вып. - С. 47-51

8. Гурьев А.Т., Деменков М.Е., Кузнецова Е.А., Павлов В.В. Система моделирования восстановления работоспособности изделий// Междунар. науч.-техн. конф. «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности», Россия, Архангельск, 12-14 мая, 2005 г. Мат. конф. Сб. тез. докл.-С. 100-104.

9. Гурьев А.Т., Кузнецова Е.А. Структура учебных курсов по информационной поддержке эксплуатации изделий.// Междунар. науч.-техн. конф. «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности», Россия, Архангельск, 12-14 мая, 2005 г. Мат. конф. Сб. тез. докл. - С. 13-19.

10. Павлов В.В., Гурьев А.Т., Деменкова Е.А. Структурное моделирование этапа эксплуатации технологических машин// Труды XXV Межведомственной научно-технической конференции космодрома «Плесецк» 2007 г. 131-137с

11. Деменкова Е.А. Моделирование этапа эксплуатации технологических машин лесопромышленного комплекса// Вестник Архангельского государственного технического университета. Сер. Информационные технологии. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2007. - Вып. 72. - 120 с. С.22-30 ISSN 1993-7938

Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ:

12. Программа интеграции систем управления данными для организации ведения производства продукции лесного машиностроения: Св. об офиц. per. прогр. для ЭВМ № 2010612309. / Гурьев А.Т., Деменков М.Е., Деменкова Е.А. Зарег. 29.03.2010.

Подписано в печать 07.04.2010. Формат 70x84/16. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 50.

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного орипшал-макета в типографии ГОУ ВПО ((Архангельский государственный технический университет»

163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ транспортных и технологических машин лесного комплекса

1.2 Мероприятия по сохранению работоспособного состояния техники

1.3 Анализ предприятий технического обслуживания и ремонта технологических машин лесного комплекса

1.4 Современные методы и средства повышения эффективности эксплуатации и ремонта технологических машин

1.5 Цель и задачи диссертационной работы

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТАПА ЭКСПЛУАТАЦИИ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

2.1 Система эксплуатации технологической машины лесного комплекса

2.2 Формализованная модель структуры технологической машины лесного комплекса. Схемы членения конструкции машины

2.3 Взаимосвязи этапов жизненного цикла технологической машины лесного комплекса

2.4 Функциональная модель процесса эксплуатации и ремонта технологической машины лесного машиностроения

2.5 Выводы

3 СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ 69 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

3.1 Структура системы контроля работоспособности технологической машины лесопромышленного комплекса

3.2 Анализ процессов контроля работоспособности технологических машин лесного комплекса

3.3 Формализация процесса функционирования системы контроля работоспособности технологических машин лесного комплекса

3.4 Математическая модель системы контроля работоспособности технологической машины лесного комплекса

3.5 Функциональное моделирование процессов системы контроля работоспособности

3.6 Выводы

4 СИСТЕМА ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

4.1 Структура системы восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса '

4.2 Анализ процессов восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса

4.3 Формализация процесса функционирования системы восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса

4.4 Математическая модель системы восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса

4.5 Функциональные модели процессов системы восстановления работоспособности технологических машин лесного комплекса ЮО

4.6 Выводы

5 ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫБОРЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

5.1 Апробация методик оценки целесообразности осуществления технического обслуживания и ремонта, и выбор рационального варианта его проведения ЮЗ

5.2 Алгоритм и программная реализация оценки целесообразности проведения ремонта ПО

5.3 Анализ региональной системы технического сервиса. Поиск оптимального варианта проведения технического обслуживания и ремонта П

5.4 Программная реализация региональной системы технического сервиса

5.5 Выводы

Основой технической политики в области поддержки работоспособности транспортных и технологических машин является система технического сервисного обслуживания, которая представляет собой совокупность взаимодействующих средств, исполнителей, стратегии и технологии, обеспечивающих их работоспособное состояние. Важнейшими средствами обеспечения работоспособного состояния машин в процессе эксплуатации являются своевременное и высококачественное техническое обслуживание и ремонт. Достижение конечной цели -исправное состояние техники, должно сопровождаться минимальными экономическими потерями от простоев машин и стоимости работ по техническому обслуживанию и ремонту.

Постоянное усложнение производственно-технических и организационно - экономических систем фирм, предприятий, производств и других субъектов производственно-хозяйственной деятельности, а также необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем.

Задача управления системы, как технологической, так и организационной, сегодня является совокупностью задач решаемых ранее раздельно и относящихся к направлениям: построение моделей процессов, происходящих в сложных производственных системах, описание их структуры, оценка эффективности и оптимизация этих систем, информационная поддержка.

Специфика предметной области организационных систем состоит в самом описании их как уникального объекта управления, учета в этом описании не только его специфической структуры и особенностей функционирования, но и поведения людей, и возможностей эволюции объекта во времени. Современные производственные системы отличаются сложной структурой потоков (например, с множеством последовательно-параллельных технологических этапов, наличием разнообразного оборудования, многообразием видов продукции и т.д.) Каждому этапу потока соответствует определенный объект производства. Совокупность взаимодействий между ними отражается отношениями, которые могут иметь различный характер.

Моделирование предполагает создание комплекса алгоритмических моделей, описывающих процессы функционирования и организационного управления для частных функциональных задач в предметной области. Целью моделирования является формирование информационного контекста, который обеспечивает процессы организационного управления.

Информационная поддержка процессов эксплуатации машин заключается в анализе, описании и моделировании бизнес-процессов системы с целью повышения эффективности ее функционирования.

Моделирование информационной поддержки позволяет активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества (научных знаний, открытий, изобретений, технологий, передового опыта) и в результате обеспечить существенную экономию других видов ресурсов - сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов, оборудования и людских ресурсов, времени.

Инструментальной средой поддержки создания моделей являются программные пакеты функционально-информационного моделирования. Функциональное моделирование, в соответствии с методологией ШЕБО, предназначенной для создания функциональной модели, являющейся структурированным изображением функций сложной системы или среды, а также информации и объектов, связывающих эти функции. Сущность функционального моделирования заключается в декомпозиции (разбиении) системы на автоматизируемые функции: система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.

Для автоматизации информационной поддержки семейства методов ГОЕР создан и широко используется в практической работе комплекс СА8Е-средств, который позволяет значительно сократить временные и стоимостные характеристики процессов моделирования и проектирования, а также повысить качество проектных работ.

Важным этапом моделирования является создание математической модели исследуемой системы. На базе математической модели происходит анализ характеристик системы. Формальное описание объекта исследование необходимо также для взаимопонимания между специалистами разных областей, объединенных для решения какой-либо глобальной задачи. Одним из основных аспектов моделирования сложных систем является отображение различных связей между элементами этих систем, для чего используется аппарат теории графов.

В результате представления структуры технической системы полихроматическими множествами и полихроматическими графами оказывается возможным формализованное описание состояния и поведения моделируемой системы через описание состава и изменений свойств элементов и самой системы в процессе ее функционирования под воздействием внешней среды.

5.5 Выводы

В результате можно сделать следующие выводы:

- на основе разработанных моделей проведена оценка возможностей ОАО «Механический завод» (г.Архангельск) для осуществления технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С; в результате анализа результатов моделирования процессов выявлено, что коэффициент загруженности оборудования (0,76) и затраты времени на проведение ремонта (в среднем 38 часов на каждый) позволяет провести ремонт манипуляторов (не более 11 штук в месяц); процесс моделирования показал наличие необходимого оборудования для проведения качественного технического обслуживания и ремонта на ОАО «Механический завод»;

- анализ результатов моделирования процессов технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С на ОАО «Механический завод» показал, что предприятие, эксплуатирующее технику, должно находиться вблизи автомобильной дороги М8 Архангельск-Вологда и не удалённее 350 км от г. Архангельска; предприятиям, находящимся на северо-востоке Архангельской области в таких районах, как Мезенский и Лешуконский, целесообразно осуществлять техническое обслуживание и ремонт на ОАО «Механический завод» в зимнее время, когда возможен доступ автомобильным транспортом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью диссертационной работы являлась разработка системы моделирования процессов технического обслуживания и ремонта транспортных и технологических машин лесопромышленного комплекса в целях повышения эффективности эксплуатации за счёт организации технического обслуживания и ремонта.

Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи.

1. Исследовать процессы поддержки технологических машин лесного комплекса в работоспособном состоянии с целью определения перспективных подходов организации технической системы.

2. Разработать модель технической системы поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса.

3. Разработать модель машины, ориентированную на использование в технологической системе контроля и восстановления её работоспособности.

4. Разработать методику оценки целесообразности осуществления работ по поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса на конкретном предприятии.

5. Разработать методику моделирования транспортных связей в системе поддержания работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса.

Теоретические исследования выполнены на основе теории систем и системного анализа, теории полихроматических множеств и графов, функционального моделирования процессов.

Экспериментальные исследования проведены на основе программных средств BPWin, ERWin, Microsoft Visual Studio.

Основными выводами и результатами работы являются:

1. В диссертационной работе решена задача, имеющая существенное значение для лесного комплекса и заключающаяся в автоматизации проектирования технологических процессов поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса,, повышающая эффективность эксплуатации таких машин на основе разработанной системы оценки предприятия на возможность проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту. Применение системы позволяет оценить материальную базу и возможные трудозатраты на выполнение работ, выбрать рациональный вариант проведения работ.

2. Установлены взаимосвязи между эксплуатационными свойствами, свойствами контроля, свойствами технического обслуживания и ремонта технологической машины, которые позволяют автоматизировать процесс формирования вариантов проведения работ по поддержке ее работоспособного состояния, учитывающие данные о технологической машине и производственной среде.

3. На базе проведенных исследований были разработаны математические модели технологической машины, процессов контроля и восстановления ее работоспособности с учетом специфики машин лесного комплекса, которые использованы в системе автоматизированного проектирования технологических процессов по поддержке работоспособного состояния технологической машины.

4. Разработана методика оценки возможности осуществления технического обслуживания и ремонта технологических машин лесного комплекса на ремонтном предприятии. Методика позволяет сформировать варианты проведения технического обслуживания и ремонта, осуществить выбор рационального варианта с учетом материальных и временных затрат, что дает возможность повысить эффективность принятия решений по управлению технологическими процессами.

5. Разработана методика выбора транспортных связей между предприятиями, эксплуатирующими технику и предприятиями, выполняющими работы по поддержанию ее работоспособного состояния.

6. Разработан программный комплекс с использованием современных интернет-технологий, который обеспечивает взаимодействие между предприятиями, эксплуатирующими технику и ремонтными предприятиями. Программный комплекс на основе разработанной методики формирует варианты проведения работ, осуществляет выбор рационального из них.

7. Разработанная система позволила оценить целесообразность проведения технического обслуживания и ремонта погрузчика леса СФ65С на ОАО «Механический завод» (г.Архангельск). Внедрение данной системы дало возможность повысить эффективность эксплуатации за счёт рациональной организации технического обслуживания и ремонта.

8. Методика моделирования процессов поддержки работоспособного состояния технологических машин лесного комплекса используется в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 230201.65 «Информационные системы и технологии» и 230104.65 «Системы автоматизированного проектирования» института информационных технологий ГОУ ВПО Архангельского государственного технического университета.

Таким образом, цель диссертационной работы> достигнута и все задачи выполнены.

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Аббревиатура Расшифровка

CAD Computer Aided Design

CAE Computer Aided Engineering

CALS Continuous Acquisition and Life-Cycle Support

САМ Computer Aided Manufacturing

IDEFO Integrated Definition Function Modeling

IDEF1X Integration Definition for Information Modeling

ISO International Organization for Standardization

SADT Structured Analysis and Design Technique

SQL Structured Query Language

ЕИП Единое информационное пространство

ЖЦ Жизненный цикл

ИИС Интегрированная информационная среда

ИЛП Интегрированная логистическая поддержка или Информационная поддержка жизненного цикла продукции

ИЭТР Интерактивные электронно-технические руководства

ЛВС Локальные вычислительные сети

НИР Научно-исследовательские работы нтд Нормативно-технические документы

ПО Программное обеспечение

САПР Система автоматизированного проектирования

СУБД Система управления базой данных

ТОиР Техническое обслуживание и ремонт этд Электронно-технический документ

ЭЦП Электронная цифровая подпись

1. Альперович И.В. Программные комплексы для АСУ ТП //Приборы и системы управления. — 1998. № 8. - С. 60-65.

2. Аншина М. Симфония CORBA //Открытые системы. 1998. - № 3. -С. 70-73.

3. Афанасьев В.Г., Зеленцов В.А., Миронов А.И. Методы анализа надежности и критичности отказов сложных систем. Министерство обороны, 1992.-412 с.

4. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования.: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1984.- 248с.

5. Батищев Д.И., Шапошников Д.Е. Многокритериальный выбор с учетом индивидуальных предпочтений / ИПФ РАН. Н. Новгород, 1994.-92с.

6. Беленький П. Е. Метод системного анализа в организации производственных процессов. М.: Экономика, 1972. - 264 с.

7. Белкин М.В. Оптимизация последовательного выполнения операций. //Автоматика и телемеханика. 1965. Т. 31. №11.- С.93-102.

8. Беллман Р. Введение в теорию матриц. М., 1969. 868 с.

9. Бурдин H.A. и др. Лесопромышленный комплекс: состояние проблемы, перспективы / Бурдин H.A., Шлыков В.М., Егорнов В.А. и др. М.: МГУЛ, 2000. - 473 с.

10. Ю.Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем.-М.: Наука, 1977, 240 с.

11. П.Быков В.В. и др. Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому сервису. М.: МГУЛ, 2000. - 536 с.

12. Васильев В.Н., Садовская Т.Г. Организационно-экономические основы гибкого производства. М.: Высш. шк., 1988. - 272 с.

13. Вендеров A.M. Современные методы и средства проектирования информационных систем.-М.: Финансы и статистика, 1998. 176 с.

14. Н.Воскобойников И.В., Еремеев Н.С. Основные направления развития лесного машиностроения // Промышленность России. 1999. - №10. -9-11.

15. Гихман И. И., Скороход А. В. Теория вероятностей и математическая статистика. К., 1979. 408 с.

16. Гихман И. И., Скороход А. В. Теория случайных процессов. М., 1971. Т. 1. 664 с

17. П.Глазунов Л .П., Мозгалевский А .В. Особенности анализа диагностических процедур сложных систем автоматического управления.//Техническая диагностика-М.: Наука, 1972, С. 147151.

18. Гольтраф В.А. Диагностический контроль нелинейных объектов, состоящих из взаимосвязанных структурных элементов // Техническая диагностика. М., 1972. С. 89- 91

19. Горалов О.И. Поиск дефектов в сложных технических системах методами анализа диагностических графов. Вычисление дефектных компонент и межкомпонентных связей. //Автоматика. и телемеханика. 1989. № 9. - С.148- 159.

20. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Высшая школа. 1983. 225 с.

21. Григорьев Ю.А. Проблемы выбора модели доступа к данным при проектировании информационных систем на основе СУБД //Информационные технологии. 1999. - № 5. — С. 2-7.

22. Давыдов А.Н., Барабанов В.В., Шульга С.С. CALS поддержка жизненного цикла продукции. Руководство по применению. — М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 1999. - 44с.

23. Дмитров В.И., Макаренков Ю.М. Аналитический обзор международных стандартов STEP, PJLIB, MANDATE //Информационные технологии. 1996. - № 1. - С. 6-11.

24. Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов. М.: Машиностроение. 1988. -336 с.

25. Дроздов Н.Д. Введение в прикладное математическое моделирование. Методология и логика прикладной математики. Тверь, ТвГУ, 1994. 382 с.

26. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем.М. Энергоатомиздат, 1986. 175 с.

27. Евгеньев Г.Б. Модели вместо алгоритмов. Смена парадигмы разработки прикладных систем //Информационные технологии. -1999.-№3.-С. 38-44.

28. Жирков А., Колчин А., Овсянников М., Сумароков С. Интерактивные электронные технические руководства. // САПР -2002. №47. с. 44-48.

29. Жирков А.О., Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Сумароков C.B. Что такое PDM?// PCWeek. 2001. - №38. - С.24.

30. Жук К.Д., Тимченко A.A. Автоматизированное проектирование логико-динамических систем.-Киев: Наукова думка, 1981, 320 с.

31. Заде JI. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. Пер. с англ.- М., Мир, 1976.32.3айченко Ю.П. Исследование операций: Учеб. пособие для вузов — Киев: Вища школа, 1979. 392с.

32. ЗЗ.Зеленков Ю.А. Введение в базы данных. Центр Интернет ЯрГУ,1997.-281 с.

33. Капитонова Ю.В., Скурихин В.И. О некоторых тенденциях развития и проблемах искусственного интеллекта //Кибернетика и системный анализ. 1999. - № 1. - С. 43-50.

34. Капур К., Ламберсон JI. Надежность и проектирование систем. -М.: Мир, 1980. 606 с.

35. Карибский В.В., Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Техническая диагностика объектов контроля. М.: Энергия, 1967. 78 с.

36. Карибский В.В., Пархоменко П.П., Согомонян Е.С., Халчев В.Ф. Основы технической диагностики М.: 1976. - 464 с.

37. Кизуб В.А., Никифоров С.Н., Смирнова Л.И. Поиск дефектов методом сравнения с неисправным объектом //Изв. ЛЭТИ. 1976. Вып. 207. С.56-59

38. Климов В., Клишин В. Windchili. Web-технология для создания интегрированной информационной среды современного предприятия. САПР и графика, № 11, 1999. - С.6-11.

39. Коваленко В. Современные индустриальные системы //Открытые системы. 1997. - № 5. - С. 29-34.

40. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков C.B. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002. -267 с.

41. Корнеева А.И. Тенденции развития системной автоматизации технологических процессов //Приборы и системы управления.1998.-№ 8.-С. 51-56.

42. Корноушенко Е. К. Поиск неисправных компонент в линейных системах, заданных структурными схемами. II. //Автоматика и телемеханика, 1985. № 4. С. 110- 117.

43. Корнушенко Е. К. Поиск неисправных компонент в линейных системах, заданных структурными схемами I. //Автоматика и телемеханика, 1985, № 3. С 110

44. Краснухин A. TeamPDM. Система управления жизненным циклом, которую действительно можно внедрить. САПР и графика, № 7, 2001. - С.54-58.

45. Краюшкин В. Современный рынок систем PDM. «Открытые системы», 2000, №9, с. 67.

46. Кузнецов С.Д. Основы современных баз данных. Москва. Центр Информационных Технологий, 2000. 248 с.

47. Кулик Г.И., Пашковский Г.С., Юрченко К.А. Оценка параметров надежности системы по графу отказов //Надежность и контроль качества. 1990. №3.- С.10-13.

48. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0.-СПб.: BHV Санкт-Петербург, 1997.- 349с.

49. Кутыркин С.Б., Волчков С.А., Балахонова И.В. Повышение качества предприятия с помощью информационных систем класса ERP// Методы менеджмента качества.-2000.-№ 4. — С. 42-46.

50. Куцевич Н. Компьютерные технологии в системах промышленной автоматизации //Открытые системы. — 1999. № 4. — С. 31-36.

51. Латышев А. В. Метод диагностирования непрерывных систем. // Электронное моделирование. 1987. № 2. С. 52-56.

52. Латышев А. В. Определение неисправной подсистемы в непрерывном объекте // Техническая диагностика электронных схем. -Киев, 1982. -С.88

53. Левин А.И. Концепция применения CALS-технологий на машиностроительном заводе. М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2001. - 36с.

54. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление проектами. Справочник для профессионалов. М.: Высшая школа, 2001. — 254 с.

55. Маклаков C.B. BPWin и ERWin. CASE-средства разработки информационных систем. -М.: Диалог-Мифи, 1999. -256 с.

56. Малыгин E.H., Немтинов В.А., Зимнухова Н.П. и др. Автоматизированная система технологической подготовки производства для термической обработки изделий из металлов// Вестник машиностроения. 1994. N 2. С. 28 30.

57. Методология функционального моделирования IDEF0. Руководящий документ. М.:ГОССТАНДАРТ РОССИИ, 2000. - 62 с.

58. Минский М. Структура для представления знания. — В сб. Психология машинного зрения. Под. ред. П. Уинстона. М.: Мир, 1978. —С. 249-338.

59. Михалевич B.C., Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука. 1982. -286 с.

60. Мозгалевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. -М.: Высшая школа, 1975. 215 с.

61. Мозгалевский A.B., Калявин В.П., Костанди Г.Г. Диагностирование электронных систем. Л.: Судостроение, 1984. - 224 с.

62. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. Москва «Наука», 1981.-292 с.

63. Назаренко А.С., Быков В.В.У правление техническим состоянием машин на основе диагностической информации / Труды международного симпозиума «Надежность и качество 2004». -Пенза, 2004. - С. 533 - 535.

64. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 286 с.

65. Норенков И.П. РБМ управление данными в системах проектирования и электронного бизнеса. - Информационные технологии, № 2, 2001. - с. 14-19.

66. Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем //Информационные технологии. 1998. - № 2. — С. 2-9.

67. Норенков И.П., Кузьмин П.К. Информационная поддержка наукоёмких изделий СЛЬБ-технологий. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002-320с.

68. Орлов И.П. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие: В 3 кн. Кн.1. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1977. 623 с.

69. Осин Я.Я., Гальфандбейн Я.А., Маркович З.П., Новожилова Н.В. Диагностирование на граф-моделях: На примерах авиационной и автомобильной техники. — М.: Транспорт, 1991. 244 с.

70. Павлов В.В.САЬЗ-технологии в машиностроении (математические модели) / Под редакцией Ю.М.Соломенцева.- М.:СТАНКИН,2002.-328 с.

71. Павлов В.В. Структурное моделирование в САЬ8-технологиях/ В.В. Павлов; отв.ред.Ю.М. Соломенцев.; Ин-т конструкторско-технологической информатики РАН. М.: Наука, 2006. - 307 с.

72. Павлов В.В., Гурьев А.Т., Деменкова Е.А. Моделирование процессов технического обслуживания технологических машин лесопромышленного комплекса// Научно-технические ведомости СПбГПУ №4'2008-141-146с

73. Парамонова Г.Г. Поиск неисправных компонент в линейных динамических системах. //Автоматика и телемеханика. 1985. № 6. -С. 143. 148.

74. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики: Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства /Под ред. П.П.Пархоменко. -М.: Энергия, 1981.-320 с.

75. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов, М. Радио и связь, 1998. 225 с.

76. Рыбаков А. Я., Коновалов А. А. . Ключевая роль машиностроения. Москва 1987 г.-372 с.

77. Рыжов Э.В., Горлинко O.A. Математические методы в технологических исследованиях. К.: Наукова думка, 1990, 184 с,

78. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. Санкт-Петербург, Политехника, 2001. 234 с.

79. Рябинин И. А., Черкесов Г.Н. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно-сложных систем. М. Радио и связь, 1986.-381 с.

80. Сагунов В.И., Ломакина Л.С. Контролепригодность структурно-связанных систем. М.: Энегоатомиздат, 1990. - 218 с.

81. Сагунов В.И., Шамин В. Б. Об одном способе диагностирования непрерывных динамических систем. //Вопросы технической диагностики/ТРТИ. Таганрог, 1977. Вып. 10, С. 179- 181.

82. Сергеев А. Технологии распределенных вычислений //Компьютер-Инфо. 1999. - № 33. - С. 15-16.

83. Синько В. И. Конкуренция и конкурентоспособность: основные понятия // Качество. 2000. №4. С.54-59

84. Синько В. И. Оценка состояния машиностроения России и направления его развития. // Вестник машиностроения. 1997. №6. -С.62-71

85. Синько В. И., Корниенко А. А. Современное состояние отраслевой науки машиностроительного комплекса России. // Вестник машиностроения. 1996. №4. С.84-89

86. Слепцов А.И., Юрасов A.A. Автоматизация проектирования управляющих систем гибких автоматизированных производств / Под ред. Б.Н. Малиновского.- М. Машиностроение, 1998.- 342 с.

87. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высш. школа, 1998.-319 с.

88. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Павлов В.В., Рыбаков A.B. Информационно вычислительные системы в машиностроении CALS-технологий. М.: Наука, 2003-292с.

89. Судов Е.В., Левин А.И., Менеджмент качества, управление конфигурацией и интегрированная логистическая поддержка -взаимосвязь управленческих технологий. НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 5 с.

90. Татевосов К. Г. Основы оперативно-производственного планирования на машиностроительном предприятии. Л.: Машиностроение, 1985. — 286 с.

91. Теория инженерного эксперимента: Учеб. Пособие/ Г.М. Тимошенко, П.Ф. Зима. К.: УМК ВО, 1991. - 124 с.

92. Уинстон П. Искусственный интеллект. — М.: Мир, 1980. — 519с.

93. Уотерман Д. Руководство по экспертным системам. — М.: Мир, 1989 . -388 с.

94. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. М., 1984. Т. 1, 527 с.

95. Хазов И.А., и др. Практическое руководство по внедрению CALS-технологий для предприятий Минатома России. Книга 1: Общие сведения, методология, практические рекомендации. М. 2002 г. -382 с.

96. Харари Ф. Теория графов. М.: Мир, 1973 - 300с

97. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов.-Минск: Наука и техника, 1979, 260 с.

98. Шадский Г.В., Ковешников В.А., Трушин Н.Н. Методология системного проектирования автоматизированных производственных систем. // СТИН. 1998. - N6. - С. 3 - 7.

99. Шапот М. Интеллектуальный анализ данных в системах поддержки принятия решений //Открытые системы. — 1998. № 1. -С. 30-35.

100. Ширяев Н. Новая версия интегрированной PDM/TDM/Workflow-системы PartY PLUS. САПР и графика, № 5, 2001. - с.30-31.

101. Штойер Р Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1992. -504с.

102. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М.: Мир, 1975.- 682 с.

103. Ящерицын П.И., Рыжов Э.В., Аверчиков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. — Минск: Наука и техника, 1977, 408 с.

104. Marka D.A., McGovan K.L. SADT: Structured Analysis and Design Technique. N.Y.: McGraw Hill, 1988. - 314 p.

105. Davenport Т.Н., "Process Innovation: Re-engineering Work through Information Technology". Harvard Business School Press, Boston, 1993.-208 p.

106. Hammer M. "Reengineering-Work: Don't Automate, Obliterate". Harvard Business Review, July August 1990. - 338 p.

107. Hammer M., Champy J. Reengineering the Corporation. A Manifesta for Business Révolutions. HarperBusiness, 1993. 382 p.

108. Okino N. Object and Opération dualism for CAD/CAM architecture. //An-nals of the CIRP, 1983, v. 34, №l, p.p. 179 182.