автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Разработка методики комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов подготовки производства сложных технических систем

На правах рукописи

00461

ЦЫРКОВ Георгий Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (промышленность) (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва2010 2 8 ОКТ 20Ю

004611962

Работа выполнена на кафедре "Управление качеством и сертификация" ГОУ ВПО "МАТИ" - Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского.

Научный руководитель: -доктор технических наук, профессор

ЧЕРНЯЕВ Александр Владимирович

Официальные оппоненты: -доктор технических наук, профессор

ЧЕРВЯКОВ Леонид Михайлович -кандидат технических наук, доцент КУЗНЕЦОВА Лариса Викторовна

Ведущее предприятие: ГОУ ВПО Московский государственный открытый университет

Защита состоится "27" октября 2010 года в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного Совета Д 212.110.03 ГОУ ВПО "МАТИ" - Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского по адресу:

121552, г. Москва, Оршанская, д. 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке "МАТИ" - Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского. Отзывы (в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения) просим направлять по адресу: 121552, г. Москва, Г-552, ул. Оршанская, д.З, Диссертационный совет Д 212.110.03 "МАТИ" - Российского государственного технологического университета имени К.Э. Циолковского

Автореферат разослан У^" сентября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент

Одинокое С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Подготовка производства (ПП), ее эффективная организация и адекватное информационное сопровождение являются одним из ключевых звеньев в обеспечении конкурентоспособности предприятий. Особенностью ПП сложных технических систем (СТС), таких как изделия авиационной и космической техники (АКТ), является высокий уровень повторного выполнения работ, связанный с большим количеством конструкторских и технологических изменений, которые обусловлены мелкосерийным, либо единичным характером производства.

Решения в процессах ПП формируются на стыке функционалов систем конструкторско-технологического проектирования, материально-технического снабжения, планирования и управления производством, и к настоящему времени обеспечиваются взаимодействием инженерных (PLM - Product Lifecycle Management) и производственно-экономических (ERP - Enterprise Resource Planning) комплексов. Каждый из этих комплексов опирается на определение конструкции и технологии создаваемого изделия, управляемое программными компонентами, называемыми PDM (Product Data Management). Помимо поддержки описаний изделий, функции современных PDM состоят в обеспечении документооборота в процессах проектирования и подготовки производства, и кроме того PDM являются связующим звеном между инженерными и организационно-экономическими системами предприятия.

Анализ средств моделирования технологических решений, производственного документооборота и методов построения единого информационного пространства предприятий показывает, что для повышения эффективности информационного сопровождения процессов ПП необходимо повышать степень автоматизации как процессов формирования локальных организационно-технологических решений (OTP), так и автоматизации сопровождения потоков работ (бизнес-процессов).

Таким образом, разработка методики и инструментальных средств автоматизации процессов подготовки производства — это актуальная задача, направленная на создание на предприятиях более совершенной организационно-технической среды.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в развитии методов информационного сопровождения процессов подготовки производства сложных технических систем, обеспечивающих сокращение длительности и снижение трудоемкости решения проектных, конструкторских и технологических задач.

Для достижения поставленной цели работы определены следующие ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:

- анализ методов автоматизации при решении проектных задач и по-

строении информационной среды системы подготовки производства;

- построение модели информационно-алгоритмического взаимодействия проектирующих комплексов (систем), обеспечивающей повышение степени автоматизации в процессах подготовки производства;

- создание методики комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов (МКАИСП) в решении задач подготовки производства;

- разработка алгоритмов решения задач взаимодействия проектирующих систем;

- экспериментальная отработка созданной методики на примере построения компонентов информационного обеспечения системы подготовки производства.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ являются процессы технологической подготовки производства СТС.

ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ является организационная система принятия и сопровождения организационно-технических решений в процессах подготовки производства СТС.

НАУЧНУЮ НОВИЗНУ работы составляют:

1. Модель информационно-алгоритмического взаимодействия проектирующих комплексов, обеспечивающая повышение степени автоматизации в решении задач формирования и сопровождения организационно-технологических решений в процессах подготовки производства.

2. Методика комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства, основанная на базисном положении о построении информационных моделей объектов и модели управления процессами ПП на основе методов структурно-параметрического моделирования.

3. Алгоритмы решения задач взаимодействия проектирующих комплексов (систем) в процессах подготовки производства, отличающиеся учетом параметризации моделей объектов (изделия, порождающих систем, ОТР) и параметризации процессов обработки моделей.

4. Модель и алгоритмы управления процессами структурно-параметрического моделирования, позволяющие приступить к построению нового поколения систем управления технологическими данными.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования выполнены с использованием методологии системно-структурного анализа, математического аппарата теории множеств, методов структурно-параметрического моделирования, методов технологической подготовки производства, теории организации производства, стандартов ИПИ/С415-технологий.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. На основании созданной методики построен комплекс инструментальных средств (КИС) автоматизации процессов сопровождения решений в составе: монитора управления процессами структурно-параметрического моделирования; межплатформенного конвертора данных; библиотеки процедур формирования интерфейсных решений, - отработанный на решении задач ПП изделий АКТ. Применение КИС обеспечивает сокращения длительности выполнения работ в процессах ПП, что подтверждено положительными решениями, полученными на двух предприятиях.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при выполнении аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)". Предложенные решения использованы в учебном процессе МАТИ им. К.Э. Циолковского при изучении дисциплин: "Разработка САПР", "Интегрированные системы технической подготовки производства", "Методы и средства анализа проектных решений".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные научные и практические положения работы докладывались и обсуждались на:

- Международной конференции «Гагаринские чтения» (МАТИ, 2003, 2004, 2006г.г.), конкурсе «Компьютерный инжиниринг» на котором соискатель стал лауреатом (НИЦ АСК, 2006г.);

- Международной научно-практической конференции «Информационные технологии в современной жизни» («Университет прикладных наук» Германия, Бонн-Рейн-Зиг, 2007г.);

- Всероссийских научно-практических конференциях "Применение ИПИ-технологий в производстве" (2007, 2008г.г.), «Управление качеством» (2009, 2010г.г.).

По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ (2 из которых соответствуют перечню, рекомендованному ВАК).

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы (122 наименования), изложена на 151 странице, содержит 54 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность решения задач автоматизации процессов технической подготовки производства для предприятий, стремящихся обеспечить выпуск конкурентоспособной продукции. Дана краткая аннотация содержания глав диссертации.

Построение методики автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства, как показал проведенный в первой главе анализ, должно основываться на современных решениях в области по-

строения единого информационного пространства процессов ПП промышленных предприятий, применении методов автоматизации решения проектных задач, передовом опыте организации производственных процессов и создании систем управления качеством.

Решению задач в области подготовки производства и совершенствованию качества технических систем посвящены работы многих ученых - Балакши-на Б.С., Бойцова Б.В., Васильева В.А., Горбунова М.Н., Григорьева В.П., Митрофанова В.Г., Петрова А.П. В исследование проблем организации производственных систем внесли значительный вклад: Акофф Р., Алешин Н.П., Клир Дж., Колобов A.A., Котлер Ф., Кутин A.A., Месарович М.Д., Оптнер С.Л., Островерх А.И., Соломенцев Ю.М., Червяков Л.М., Шпур Г. Анализ методов формирования OTP выполнялся с учетом результатов научных школ Горанского Г.К., Капустина Н.М., Норенкова И.П., Павлова В.В., Цветкова В.Д.

Анализ систем ERP, реализующих методологию MRP-ÏÏ, показывает, что они успешно применяются в условиях непрерывного производства. Внедрение систем на предприятиях, выпускающих сложную техническую продукцию, для которой осуществляется единичное (позаказное) производство, создание которой занимает значительные временные периоды и сопряжено с пересечением проектных и производственных стадий жизненного цикла, сталкивается с определенными проблемами:

- относительно большой (на единицу выпускаемой продукции) объем изменений разнородной конструкторской, технологической и производственной информации усиливает требования по точности и оперативности данных;

- необходимость синхронизации изменений, проводимых в конструкторских и технологических решениях, в двух системах (ERP и PLM), -

что многократно усложняет процессы подготовки производства.

Развитие методологии MRP привело к появлению нового поколения систем MRP-advanced или A PS (Advanced Planning and Scheduling System - система усовершенствованного планирования), которые зачастую определяют как СПО-системы (синхронное планирование и оптимизация), что более точно характеризует сущность этого метода. СПО-системы комбинируют свойства сетевых моделей с функциями определения последовательности выполнения заданий, свойственными системам подготовки производства. Кроме того, методология СПО, развиваясь на базе стандартной системы управления производством, требует оперативной информации о состоянии создаваемой СТС. Таким образом, развитие систем планирования и управления производством идет в направлении интеграции с операционными функциями систем подготовки производства.

Решение задач исследований строится в соответствии с общими принципами совершенствования сопровождения производственных процессов создания

изделий АКТ, разработанными (принятыми) ведущими специалистами отрасли и высшей школы. В основу данного исследования положены работы:

— по решению задач создания инструментальных средств сопровождения процессов ГШ, нацеленных на построение высокопроизводительной информационно-алгоритмической среды в направлениях: автоматизация процессов в локальных проектирующих системах; моделирование организационно-технологических видов деятельности в производственных системах на основе процессно-ориентированного подхода; анализ конструкторско-технологических решений на основе моделей управления проектами.

- по вопросам отработки методических решений в процессах ПП при решении задач: создания и применения технологических баз знаний при проектировании технологических процессов; проектирования средств технологического оснащения; координации процессов планирования производства; организации межфункциональных групп при запуске летательных аппаратов в производство; автоматизации планирования конструкторско-технологических работ; автоматизации управления инженерными данными; формирования ОТР в корпоративной информационной среде.

Особенностью выделенных работ, выполненных в течение полутора десятков лет, являлась отработка общей методологической базы к построению информационно-алгоритмических решений на основе инвариантной информационной модели (НИМ), разработанной в МАТИ. НИМ является объединением двух множеств и некоторой совокупности отношений, построенных на этих множествах

%А)=1А,Ф,Я}. • (1)

Здесь А - множество элементов моделируемого объекта; Ф - множество свойств элементов; Л - совокупность отношений на множествах АиФ. Свойства подразделяются на подмножества И— количественных и - качественных характеристик Ф = N^<2. Среди отношений на множестве А выделяются: ИА1 — иерархической подчиненности, отражающие конструктивную, либо функциональную иерархию объекта; Я/ - функциональной взаимосвязи; К/ - пространственной и временной взаимосвязи.

В ходе анализа методов и инструментальных средств сопровождения процессов ПП сформулированы задачи исследования, обеспечивающие реализацию схемы информационно-алгоритмического взаимодействия проектирующих комплексов.

Во второй главе рассматриваются способы построения информационно-алгоритмической среды, обеспечивающей решение задач конструкторско-технологического проектирования в едином пространстве, устанавливающем активные обратные связи между участниками процесса; применение проблемно-

ориентированных подсистем, реализующих принципы построения решении на основе баз знаний и методов автоматического проектирования.

Алгоритмический слой

Базовые процессы ПП- —

Задачи - . • \ ' ч_2л

КС .................„.---^-^---------

* ( 1 ПС

Информационный слой

Рис. 1. Схема взаимодействия проектирующих комплексов

Специфика процессов ПП заключается в необходимости объединения функционалов систем, обеспечивающих работу инженерных и управленческих служб предприятия. Анализ присутствующих на рынке систем показывает, что ряд информационных массивов, описывающих в основном технологическое представление изделий, в системах дублируется, а потому требуется их синхронизация, избежать которую можно за счет формирования единого функционала систем PLM и ERP для стадии подготовки производства. Таким образом, помимо достаточно стандартных возможностей о представлении информационных объектов (спецификаций: конструкции -КС; технологии -ТС, -МТ, -ОТ; ресурсов -РХ), об отслеживании их изменений и сопровождении процессов преобразования данных, система управления технологическими данными (СУТД) должна:

- формировать вычислительную среду для решения задач количественного и структурного проектирования моделируемых объектов;

- представлять разнородные по структуре и функциональному назначению объекты;

- легко модифицировать алгоритмы обработки, варьируя набором базовых унифицированных процедур;

- поддерживать методологические схемы технологий управления качеством сопровождаемых объектов, -

и обеспечивать оперативный расчет, анализ и оптимизацию формируемых производственно-технологических решений.

Отработка методов решения задач ПП проводилась на основе структурно-параметрического моделлера (СП-моделлера). СП-моделлер оперирует инвариантной информационной моделью (1), как унифицированным представлением

конструкторских, технологических и производственных объектов, разнородных не только по структуре, но и по степени абстрагирования. Моделирование осуществляется на единой информационно-алгоритмической платформе, основу которой составляют методы обработки ИИМ (Мщ/м)- М/им подразделяются на: базовые - структурное, параметрическое и геометрическое проектирование; комплексные - проектирование, визуализация; построения - трансляция, декомпи-ляция, замещение, инициализация; анализа состояния модели.

В ходе исследований показана возможность представления, посредством ИИМ, объектов на стадии подготовки производства. При этом

А =А„ и Лстои Апр. (2)

Здесь Аи - элементы изделия - ДСЕ (деталь/сборочная единица); Асто - элементы оснащения; Апр - элементы производственной системы.

Определены некоторые особенности элементов информационной среды СУТД (рис. 2).

1. Конструкторская спецификация (КС) изделия определяет структуру объекта по конструктивным и эксплуатационным признакам и может быть определена как

(А)={АИ,Ф,ЯА\ЯА\кАо}. : (3)

Здесь: Ял = (А, С\ ) - отражает конструктивную иерархию объекта, где С| -граф вида "дерево", С\ - ребра; = (А, С3) - отношения пространственной взаимосвязи - фиксируют относительное пространственное положение элементов, где Сз - граф общего вида, С3 - дуги. Атрибутивные данные элементов множества А, а, е А , а = (КОД, ИМЯ, ТИП): КОД - признак формы (уникальный топологический признак) элемента; ИМЯ - функциональный признак: ТИП - уровень абстрагирования элемента.

2. Технологическая спецификация (ТС) помимо элементов конструкции включает в состав необходимые элементы технологического оснащения процессов (средства технологического оснащения - СТО)

■ЧА) - { Л \ Ф, ПА \ Л/, ПАа }, А -=-Ли и А„а, (4)

и отражает, в соответствии со схемой сборки, особенности объединения элементов конструкции в сборочные единицы: по производственно-технологическим признакам; по последовательности подачи элементов на сборку. Описание схемы сборки (либо схемы технологического членения) представляется отношением Ил \ определяющим комплектацию ДСЕ в сборочном процессе (СП), а также принадлежность СТО. СП различаются по степени сложности, зависящей и от количества элементов, и от плотности монтажа функциональных систем в отсеках. Для СТС различают процессы узловой, агрегатной и общей (окончательной) сборки, а также процессы монтажа систем. Организационная структура СП может быть линейной, либо сетевой. Для описания нелинейных СП введено отношение в котором С2 - ориентированный связанный граф без циклов (циклы

должны быть развернуты).

> Сбвйехииа 1

,:;. П0ЙС&4Ж« 1

* Ветзя* 11

......:,,.;• Дим» 14

ХЬ^аяь 15

05 - „„- Дб12

Дб^эяе 13

5 м Петая» \

г Оетагь 2

-S- ^ Детзгъ 3

' V СбО0С!««38 2

о -v Гк>йс6&р*.а 21

с о Детзяь 21?

к й о : ^ йвтаь 21 Летал© 22 ^ч,

с. . ¿|> Детзл> 23

н # Еешъ 24

£L

ь

о

с

Рис. 2. Структура информационной среды СУТД

3. Технологические процессы - маршрутная технология (МТ). Структура технологической спецификации расширяется за счет включения описаний маршрутов изготовления ДСЕ и СТО. Каждый компонент маршрута апр с Апр представляется совокупностью двух объектов: модель "задача технологического проектирования" (Az — МЗП) и модель производственной системы (^мпс~ МПС)

Sn'(A) = { Лпр, Ф, Ra2, Rao }, A^AZ u ЛМпс • (5)

МЗП определена в соответствии с принятой концепцией типовой процедуры автоматизированного проектирования (Миим) и описывает компоненты информационной среды, участвующие в процессе проектирования технологии для элемента системы: конструкции изделия, конкретного вида производственного процесса и т.п. МПС обеспечивает расчет ресурсных характеристик технологического процесса: загрузку подразделения, длительность работы, технологическую себестоимость, состав и количество вспомогательных материалов.

4. Технологические процессы - операционная технология (ОТ).

При описании операционной технологии прототипом объекта является либо модель технологического решения (МТР), либо комплексная карта технологического процесса (ККТП). МТР является результатом применения типовой процедуры автоматизированного проектирования и формируется на основе технологической модели изделия и моделей технологических систем, описанных в МЗП. ККТП является результатом ""ручного'" (не автоматизированного) описания тех-

нологии. Технологическое решение Т представляется объединением ряда локальных решений, каждое из которых

Т, = {и,}

содержит некоторое упорядоченное множество элементов атрибутивные характеристики которых позволяют их интерпретировать как технологические операции. При необходимости представление информации о технологии может быть более детальной

$п\Т) = { Т, Ф, Я/ , Я73 }, (6)

где Яг отражает иерархию технологического описания объекта. Среди могут быть определены, помимо традиционных элементов (технологический процесс, операция, переход, ...), элементы, представляющие описание структурированных ресурсов, например, исполнителей, материалов, компаундов и т.п. (рис. 3).

N

м

. г.: Решение 1

! е>;н0;!0ГИЧ9СХИЭ ГфИвМЫ

Веть д*тапь{у1<»п)

Переместить устаное»ч1, п&оеести внешний оаютр

: Разметить место уоалзеки детзги на сбэр&чмон уъпь

Установить дет^гь г| ра^нет*-«;.. вьвФрить к подогнать места сопряжений,еыдержае раг Прихватите деталь з^ектросззркой Эскиз

крь! по чертеж-

ИСПОП

£<}- . - оп_001010

- м]^'п_50-5И

Р:<| ИСП_)

нсо_2

- п_С-?150

Р}^ исп_3

р].Оснащение

Сварочньй конппокт 2 I

рН Слесарный ксмояект 3 { -- Всгс^гзтеп&ные материалы"^

Электрод 4 №-5 рТ Сборочная провооэда 1.6 \ РУ Углекислота С02 Г?: Сиа уса сипикомовая I С&арПровЬб

ГГЙПИ

с

Расходуемый м.

Рис. 3. Структура модели технологического процесса

Множество элементов I,, может быть упорядочено по параллельно-последовательным цепочкам. Для этого используется отношение Я/, отражающее структуру и временные взаимосвязи производственных заданий

Яг = ( Г, С3 ). (7)

Здесь С3 - сеть; С3 -множество дуг.

5. Производственная сеть (ПС). При построении модели производственного процесса, в зависимости от степени детализации, определяемой решаемой задачей, прототипами элементов объекта являются элементы либо маршрутной

(5), либо операционной (6) технологии, которые при моделировании каждого запуска изделия в производство, включаются в сеть. Компоненты ПС отражают схему технологического членения изделий, но в целом, структура ПС может изменяться в зависимости от ряда производственных условий, например, в зависимости от серийности выпуска изделий, и в силу этого, различной степени оснащенности производства, различной доли вспомогательных процессов.

Производственная сеть используется для анализа, планирования и оптимизации производственной программы. Уровень информативности модели ПС позволяет, после предварительной обработки, передать ее для дополнительного анализа и графической интерпретации результатов в систему класса РМ (Projecí Management).

6. Ресурсные характеристики (РХ). К элементам ПС приписываются параметры, представляющие трудовые (w) и материальные (т) ресурсы. В целях повышения компактности представления модели и оперативности ее обработки для параметров, представляющих ресурсные характеристики, разработаны процедуры, позволяющие совмещать идентификационные и количественные характеристики. Во многих (большинстве) ситуаций это позволяет перевести описание ресурсов со структурного на параметрический уровень, что в разы сокращает размерность модели.

Третья глава посвящена вопросам разработки методики построения информационного пространства (МПИП) системы подготовки производства изделий АКТ. В работе основное внимание уделено процессам технологической подготовки производства (ТПП), которая в общем случае состоит из следующих базовых процессов: проектирование объекта производства (ОП); проектирование технологии изготовления ОП; предварительного планирования процессов изготовления ОП; анализ состояния производственной системы.

В направлении общесистемного обеспечения МПИП решаются локальные задачи по разработке методик:

- построения системы параметризованных моделей объектов производства;

- построения комплекса баз знаний системы подготовки производства;

- обработки процессов проектирования и анализа состояния технической системы.

Разработка комплекса параметризованных моделей объекта производства и системы ПП определяет новые возможности создаваемого единого информационного пространства (ЕИП) за счет организации многосвязанного пространства и установления управляемых потоков проектных, конструкторских, технологических и производственных данных. Модели разработаны для базовых процессов информационного сопровождения ОП, для изделий, как основного, так и инструментального производства.

Набор подпроцессов проектирования объекта производства включает раз-

работку: модели функциональных расчетов; конструктивно-компоновочной схемы; геометрической модели ОП; системы параметризации; модели материальных ресурсов. Для проектирования технологии изготовления ОП необходима разработка: маршрута изготовления объекта; комплекта технологических моделей элементов изделия, соответствующего маршруту его изготовления; управляющей программы; моделей технологических систем. Создание модели планирования и управления процессом изготовления предполагает разработку: модели технологической спецификации изделия; моделей производственных подразделений, участвующих в процессе изготовления. Анализ состояния технической системы может осуществляться на основе методов: РМ, MRP-W, СПО.

Функциональное моделирование каждого из перечисленных подпроцессов может быть осуществлено на основе инвариантной информационной модели (1) и упорядоченного набора типовых процедур ее обработки (структурное и параметрическое проектирование, геометрические расчеты, ...). Для обеспечения возможности применения "внешних методов" (например, для анализа состояния технической системы) разработана процедура построения структурированного пакета данных на основе стандарта XML.

Методика отработана на примерах решения задач формирования и анализа ОТР в процессах ПП объектов АКТ при:

— проектировании и анализе ОП: легкомоторный самолет, баллистическая ракета, разметочно-разделочный стенд;

- моделировании организационно-технологических систем для проектирования технологии по заготовительному и сборочному производству.

При отработке методики было установлено, что производственные системы могут обладать существенно нелинейными характеристиками по отношению к объектам производства. Так, для изделия "Опора" (рис. 4) постепенное возрастание функциональной характеристики М (нагрузка) может приводить к резкому изменению (снижению) технологической себестоимости (вариант 3, таблица 1).

В методике информационного сопровождения заложена реализация цикла PDCA, как типовой последовательности действий, направленной на непрерывное улучшение и повышение результативности процессов системы. Требования и положения к процессам проектирования и разработки, описанные в стандарте ГОСТ Р ИСО 9001-2001 (раздел 7.3), разделяются между стандартным функционалом PDM-cистемы и СУТД. Осуществляется следующее распределение функций: PDM реализует 1-планирование процесса, 5-верификацию и валидацию проекта и 6- управление изменениями разработки; СУТД - 2- фиксацию входных данных, 3- фиксацию выходных данных (относительно входных требований), 4- проведение систематического анализа. Функция "Проведение систематического анализа" ориентирована на реализацию процесса накопления знаний в системе проектирования.

Создать - Отбыть - í^с&рэнить r.í Сохранить Дерево элементов

Производственная специфика -t - О^: ПС узла Опора w ^ Контроль выборсл-иь-í (20%)

¿ Рц,;, Окраска ysna

ГУ ¡¿: * Сборка yjna

" Сбором«<вароч»«>в работе

«"Щ^Ь ЗТЛ Сборка узла

ТМИ Сборка уз та 'Опора'

'■> Соедине»»*в швеллеров

' * | DScecif ' 0GL : Положение ; Свойства Иэобракенив '

14912

О» ®ч Ч <? .0 ®

_^ и ^¿VlTiYp

Формулы Свойпвз

I [ j Разработал

к Опор*>Штнрь'

I Г] КОЛ1 1.00СЮ0С

|П«1 21.169565

| □ кол2 2.000000

а) производственная спецификация

11.21 <1луъ 62 729.43р.

0,67 hrs 133,76p

7,54 hrs 4 447,48р.

4316 hrs 18 555,57p

2.24 <lays 13 926,34р.

17,88 hrs 2 864,39р.

0,02 hrs 11 061,95p

4.17 d.iyu 25 666.28р.

1,26 hrs 222,85p

8,04 hrs 1 769,09р.

24 hrs 4 562,46р.

0.G2 hrs 19 111.88p

Thu 13 Dec : Sst 15 Dec \ Mon 17 Dec j Wed 19 Dec Fri 21 Dec j Sun 23 Dec Tue. 25 Dec . Thu 27 Dec : Sat 29 [ ^ íO^ 3 )77ЛЛ ) 0 13-2 :15U117)£ ¡19:8 :21 .10 23 12 1 -14 Гз '16 5 16 7 2C S 22.11.G ;П'2

9......... ' ...........................................................11111............. .............................................""V

| Croi». ^J Gtokuo* д;'С>онм<>стьР<»с

CionMocTbPaóorf? 86439]:Уч.«сгокмех.жоо0рл<>откм[33'%];Тех*-k|>yr40¿TJ[€j4.S5]:OcHM.iTep»wja,i[11 061.95];ТехнолС«бест(11 061.35]

^Стои1.1осгьРаоог[г22,в5];Слеса|»ныиучлс1о^50'о];Технс-лСе|бе рСто(1мостьРл0от[1 769.03];Учлсток».1еханоод|»доо1М1[33*«];Техн рСтоммостьРлоот[2 44в.86];Заготовительным участок1?5°«|;ТехнолСео {J Швеллер1в[1 <Ю5.адОснМлге{>иллы[13 111.«81:Технолее0ест{1<> 111.««)

б) анализ производственной сети (вариант 3) Рис. 4. Узел "Опора"

Характеристики объекта ''Опора". Таблица 1.

N Габариты (мм) Нагрузка материал Вес Технологическая себестоимость (на 100 изд.)

п/п L Я В Я(Н) И (Нм) (марка) (кг)

1. 260 150 300 1000 260 СтЗ 13.488 46 152

2. 555 150 300 1000 555 СтЗ 21.935 66 104

3. 555 150 300 2220 1232 СтЗ 30.950 62 729

4. 555 150 300 5550 3080 СтЗ 49.789 123 740

В четвертой г.1аве рассматриваются вопросы разработки модели управления процессом структурно-параметрического моделирования и реализации алгоритмов решения задач взаимодействия проектирующих систем, а также результаты экспериментальной отработки методики на примере построения ком-

понентов информационного обеспечения системы подготовки производства.

Комплекс инструментальных средств автоматизации процессов сопровождения решений включает:

- монитор управления процессами структурно-параметрического моделирования ("тБРМ", рис. 4,о);

- межплатформенный конвертор данных;

- библиотеки процедур формирования интерфейсных решений.

"тБРМ" обеспечивает возможность фиксации последовательности запуска

процедур обработки данных - посредством создания протокола процесса. Типовые, часто используемые процессы могут преобразовываться в модели и сохраняться для последующего использования с другими (модифицированными) исходными данными и согласованными объектами. Анализ структуры типовых процессов, полученных в ходе экспериментальной отработки методики, позволил определить, что для их модельного представления может быть использована ИИМ(1)

(8)

Здесь Р— множество методов (процедур) решения функциональных задач, р1 е Р ,р = (КОД, ИМЯ): КОД - признак процедуры; ИМЯ - решаемая задача.

Управление процессом моделирования осуществляется на основании решений, формируемых по табличным 5Т(Л) и сетевым ¡^(А) моделям структурного проектирования, семантика которых определяется Ф, ЯР2, /?/>(). На-рис. 5 приведена схема информационно-алгоритмического взаимодействия прбекти-рующих комплексов. Содержание схемы раскрыто на примере унифицированной модели процесса обработки, примененной к объекту "Опора" (рис. 4). Состав процедур протокола процесса, формируемый при обработке данной модели может включать до 21 обращения к базовым и дополнительным методам Миим-Конечное количество обращений определяется набором характеристик процесса Ф = Ф$. Здесь Ф0- характеристики, определяемые общими условиями выполнения работ; Ф5 - характеристики, формируемые в процессе обработки модели объекта производства.

Для обеспечения взаимодействия в ЕИП возможность одно-

временного управления несколькими структурно-параметрическими базами. Для эффективной работы с множеством разнородных данных, представляемых инвариантной информационной моделью (1), разработан набор универсальных классов: проект, объект, исходные данные, обработка. В основе классов лежит унифицированная компонента (data^^anager), представляющая необходимый набор элементов и их свойств, требующихся для обработки модели, позволяющая быстро получать необходимую информацию по объектам и различным процеду-

рам. Отработка класса данных при решении задач ПП позволила определить его рациональные характеристики. Монитор разработан с применением технологии "'.NET Framework компании Microsoft.

Рис. 5. Схема информационно-алгоритмического взаимодействия проектирующих комплексов

В мониторе определены следующие процедуры, реализующие обработку информационных моделей, подготовку исходных данных и контроль процесса: обработка модели процесса, подготовка исходных данных, визуализация состояния информационной среды, контроль структуры объекта, контроль логических характеристик, контроль количественной модели, обработка системы параметризации модели процесса.

Специальная часть функционала монитора направлена на обеспечение: установления и обработки ассоциативных связей параметризованных объектов в ЕИП; связывания графической, структурной и количественной информации; параметризации модели процесса.

Для обращения к "внешним методам" используются классы DMimport и DMexport, которые поддерживают следующие источники и форматы данных: структурно-параметрическая база данных; стандарт PLMXML: отдельные таблицы данных Excel, Oracle. MSSQL. CSV.

Экспериментальная отработка методики проводилась на примере реинжиниринга информационной среды системы подготовки производства (рис. 6) при

реализации взаимодействия методических комплексов PLM компании Siemens (TeamCenter) и ERP компании ORACLE (Oracle e-Business Suite). На первом этапе работ требовалось обеспечить начальную загрузку данных из существующей (наследуемой) на предприятии информационной системы во внедряемые. Задача состояла в обеспечении: реорганизации структур данных; выделении типовых технологических решений; отработки форматов XML для передачи данных; вы-

Рис. 6. Схема взаимодействия компонентов системы ПП

— задачи первого этапа

— задачи второго этапа

Второй этап сводится к созданию набора типовых процессов и совокупности моделей, формирующих параметрически связанное информационное пространство, обеспечивающее взаимодействие проектно-конструкторских, технологических и производственных подразделений предприятия, участвующих в решении задач подготовки производства. СУТД рассматривается как функциональное расширение РОМ-системы.

Экспериментальная отработка МКАИСП подтвердила эффективность полученных решений. В таблице 2 приведены сравнительные характеристики методов решения задач информационного сопровождения (за единицу приняты характеристики неавтоматизированного сопровождения).

Таблица 2

Трудоемкость Длительность

Диалоговое проектирование 0.6 ... 0.9 0.6 ... 0.9

Автоматическое проектирование 0.4 ... 0.8 0.4 ... 0.8

МКАИСП 0.3 ... 0.8 0.3 ... 0.6

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате выполнения исследований разработана методика комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства сложных технических систем. Развиты методы построения информационного пространства и создан набор инструментальных

средств формирования организационно-технологических решений, обеспечивающий сокращение длительности и трудоемкости информационного сопровождения процессов подготовки производства.

2. Анализ методов автоматизации при решении проектных задач и построении информационной среды позволил установить требования к построению модели информационно-алгоритмического взаимодействия технических систем, обеспечивающей повышение степени автоматизации при формировании и сопровождении организационно-технологических решений. Модель положена в основу методики построения информационного пространства системы подготовки производства.

3. Созданная методика автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства, основана на базисном положении о модели управления процессами структурно-параметрического моделирования.

4. Разработаны модель и алгоритмы управления процессами структурно-параметрического моделирования, позволяющие приступить к построению нового поколения систем управления технологическими данными.

5. Разработаны алгоритмы решения задач взаимодействия организационно-технических систем в процессах подготовки производства, отличающиеся учетом параметризации моделей объектов (изделия, порождающих систем, ОТР) и параметризации процессов обработки моделей.

6. Разработаны алгоритмы и процедуры решения проектных задач при взаимодействии организационно-технических систем на основе связывания графической, структурной и количественной информации.

7. В процессе отработки методов построения информационного пространства проведен анализ функциональности инструментальных средств информационного сопровождения процессов и установлена их адекватность процессам подготовки производства.

8. В ходе проведения экспериментальной отработки методики установлено, что при: создании типовых технологических решений; формировании связанного информационного пространства; построении моделей процессов решения задач, - трудоемкость и длительность информационного сопровождения процессов ПП сокращается в 1.5 ... 3 раза.

9. Разработано универсальное программное и элементы информационного обеспечений, позволяющие применять предложенную в работе методику в разнообразных предметных областях.

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Островерх А.И., Цырков Г.А. Информационно-алгоритмическая среда системы подготовки производства // Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. - 2009. Лга 2. с. 3-12 (журнал из перечня, рекомендованного ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных исследований).

2. Цырков A.B., Цырков Г.А. Система управления технологическими данными // Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. -2010. № 2. с. 3-10 (журнал из перечня, рекомендованного ВАК РФ для опубликования

результатов диссертационных исследований).

3. Цырков Г.А. Программное обеспечение системы управления технологическими данными / Девятая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством» (сборник материалов) - М.: ИТЦ МАТИ, 2010, с. 275-277.

4. Цырков Г.А. Инструментальные средства организационно-технологического проектирования / Седьмая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве": труды конференции. - М.: МАТИ, 2009, с. 117-119.

5. Цырков Г.А. Механизмы СМК в мониторе структурно-параметрического моделирования / Восьмая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством» (сборник материалов) -М.: ИТЦ МАТИ, 2009, с. 429-431.

6. Криштоп A.A., Цырков Г.А. Обеспечение надежности в корпоративной информационной системе / Седьмая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве": труды конференции. - М.: МАТИ, 2009, с. 132-134.

7. Фисичев Г.В., Цырков Г.А. Элементы СМК в процессах технологического проектирования / XXX Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 4. - М.: ИТЦ МАТИ, 2004, с. 131-132.

8. Цырков Г.А. Разработка информационной модели и инструментальных средств анализа тела произвольной топологии / Технологии интегрированных автоматизированных систем в науке, производстве и образовании: Сборник статей. Выпуск №1 / Под ред. проф. Цыркова A.B. -М.: ИТЦ МАТИ, 2005, с. 82-87.

9. Андреев Е.В., Цырков Г.А. Разработка программного модуля формирования трехмерных геометрических объектов / XXXII Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 2. - М.: ИТЦ МАТИ, 2006, с. 126-128.

10. Иванов В.Ю., Чефранов С.В., Цырков Г.А. Методика выполнения квалифицированных работ / Технологии интегрированных автоматизированных систем в науке, производстве и образовании: Сборник статей. Выпуск №2 / Под ред. проф. Цыркова A.B. -М.: ИТЦ МАТИ, 2006, с. 53-62.

11. Цырков Г.А. Модель монитора управления процессами проектирования / Пятая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве". Материалы конференции. -М.: МАТИ, 2007, с. 141-143.

12. Елисеев Д.Н., Цырков Г.А. Средства ассоциирования количественной информации в системах сопровождения инженерных данных / Технологии интегрированных автоматизированных систем в науке, производстве и образовании: Сборник статей. Выпуск №3 / Под ред. проф. Цыркова A.B. -М.: ИТЦ МАТИ, 2007, с. 82-88.

13. Цырков Г.А. Разработка монитора управления процессами структурно-параметрического моделирования / Технологии интегрированных автоматизирован!шх систем в науке, производстве и образовании: Сборник статей. Выпуск №3 / Под ред. проф. Цыркова A.B. -М.: ИТЦ МАТИ, 2007, с. 156-162.

14. Цырков Г.А. Разработка интерфейса обмена данными в САПР / Шестая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИЛИ- технологий в производстве". Материалы конференции. - М.: МАТИ, 2008, с. 80-82.

15. ЛяпинМ.И., Цырков Г.А. Сравнение систем моделирования САПА и Т-FLEX / XXX Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 3. - М.: ИТЦ МАТИ, 2004, с. 147-148.

ЦЫРКОВ Георгий Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Введение.

Глава. 1. Анализ методов автоматизации бизнес-процессов в задачах подготовки производства.

1.1. Роль и место организационно-технической системы подготовки производства в обеспечении конкурентоспособности предприятия.

1.2. ИПИ-технологии в организации и управлении подготовкой производства.

1.3. Инвариантная информационная модель.

1.4. Автоматическое проектирование.

1.5. Цель и задачи исследования.'.

Выводы по главе 1.

Глава. 2. Информационно-алгоритмическая среда системы подготовки производства.

2.1. Информационно-коммуникационная среда системы управления технологическими данными.

2.2. Модель информационного пространства системы технологической! подготовки производства.

2.3. Алгоритмическая,среда системы управления технологическими данными.

2.3.1. Процедуры структурно-параметрического моделлера.

2.3.2. Механизмы связывания параметрической информации.

2.3.3. Механизм ассоциирования графической информации.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Методика построения информационного пространства системы подготовки производства.

3.1. Информационные модели процессов проектно-конструкторских работ.

3.2. Информационные модели производственно-технологических процессов.

3.3. Комплексное моделирование процессов подготовки производства.

3.4. Информационное сопровождение подготовки производства.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Реализация инструментальных средств системы управления технологическими данными.

4.1. Модель управления процессом структурно-параметрического моделирования.

4.1.1. Протокол процесса обработки.

4.1.2. Процедуры информационного сопровождения.

4.1.3. Методика построения модели процесса.

4.2. Инструментальные средства автоматизации сопровождения процессов.

4.2.1. Базовые классы процедур обработки моделей.

4.2.2. Процедура параметризации модели процесса.

4.2.3. Процедуры визуальной обработки объектов.

4.2.4. Процедуры межсистемного интерфейса.

4.2.5. Поддержка наследуемых процедур.

4.3. Экспериментальная отработка методики.

Выводы по главе 4.

Актуальность работы. Подготовка производства. (ПП), ее эффективная организациями адекватное информационное сопровождение являются*одним из ключевых звеньев в обеспечении конкурентоспособности предприятий. Особенностью ПП сложных технических систем (СТС), таких как изделия авиационной и космической' техники (АКТ), является высокий уровень, повторного выполнения работ, связанный с большим количеством конструкторских и технологических изменений, которые обусловлены мелкосерийным, либо единичным характером производства.

Решения'в процессах ПП формируются» на стыке функционалов* систем* конструкторско-технологического проектирования, материально-технического снабжения; планирования и управления производством, и к настоящему времени обеспечиваются взаимодействием, инженерных (PLM — Product Lifecycle Management) и производственно-экономических (ERP — Enterprise Resource Planning) комплексов. Каждый из этих комплексов опирается на определение конструкции и технологии создаваемого'изделия, управляемое программными компонентами, называемыми- PDM (Product Data Management). Помимо1 под- держки описаний изделий, функции, современных PDM состоят в обеспечении документооборота в процессах проектирования* и подготовки производства, и кроме того PDM" являются« связующим звеном между инженерными и. организационно-экономическими системами предприятия.

Анализ средств моделирования4 технологических решений, производственного документооборота и методов построения, единого информационного пространства предприятий показывает, что для повышения эффективности, информационного сопровождения» процессов ПП необходимо повышать степень автоматизации как процессов формирования локальных организационно-технологических решений (OTP), так и автоматизации сопровождения потоков работ (бизнес-процессов).

Таким образом, разработка методики и инструментальных средств автоматизации процессов подготовки производства — это актуальная задача, направленная на создание на предприятиях более совершенной организационно-технической среды.

Цель работы заключается в развитии методов информационного сопровождения процессов подготовки производства сложных технических систем, обеспечивающих сокращение длительности и снижение трудоемкости решения проектных, конструкторских и технологических задач.

Для достижения поставленной цели работы определены следующие задачи исследований:

- анализ методов автоматизации при решении проектных задач и построении информационной среды системы подготовки производства;

- построение модели информационно-алгоритмического взаимодействия* проектирующих комплексов (систем), обеспечивающей повышение степени автоматизации в процессах подготовки производства;

- создание методики комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов в решении задач подготовки производства;

- разработка алгоритмов решения задач взаимодействия проектирующих систем;

- экспериментальная отработка созданной методики на примере построения компонентов информационного- обеспечения системы подготовки производства:

Объектом исследований,являются процессы технологической, подготовки производства СТС.

Предметом исследований'является организационная система принятия и сопровождения» организационно-технических решений в процессах подготовки производства СТС.

Научную новизну работы составляют:

1. Модель информационно-алгоритмического взаимодействия проектирующих комплексов, обеспечивающая повышение степени автоматизации в решении задач формирования и сопровождения * организационно-технологических решений (ОТР) в процессах подготовки производства.

2. Методика комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства, основанная на базисном положении о построении информационных моделей объектов и модели управления процессами ПП на основе методов структурно-параметрического моделирования.

3. Алгоритмы решения задач взаимодействия проектирующих комплексов (систем) в процессах подготовки производства, отличающиеся учетом параметризации моделей объектов (изделия, порождающих систем, ОТР) и параметризации процессов обработки моделей.

4. Модель и алгоритмы управления процессами структурно-параметрического моделирования, позволяющие приступить к построению * нового поколения систем управлениятехнологическими данными.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены» с использованием методологии системно-структурного анализа, математического аппарата теории множеств, методов структурно-параметрического моделирования, методов технологической подготовки производства, теории организации производства, стандартов ИПИ/СЛХб'-технологий.

Практическая-зиачимость.На основании созданной,методики построен комплекс инструментальных средств (КИС) автоматизации процессов^ сопровождения решений в составе: монитора управления процессами структурно-параметрического моделирования; межплатформенного конвертора данных; библиотеки процедур формирования интерфейсных решений, - отработанный на решении задач ПП» изделий АКТ. Применение КИС обеспечивает сокращения длительности выполнения работ в процессах ПП, что подтверждено положительными решениями, полученными на двух предприятиях.

Реализация результатов. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при выполнении аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)". Предложенные решения использованы в учебном процессе МАТИ им. К.Э. Циолковского при изучении дисциплин: "Разработка САПР", "Интегрированные системы, технической подготовки производства", "Методы и средства анализа проектных решений".

Апробация работы. Основные научные и практические.положения,работы докладывались и обсуждались на:

- Международной конференции «Гагаринские чтения» (МАТИ, 2003, 2004, 2006г.г.), конкурсе «Компьютерный инжиниринг» на котором соискатель стал лауреатом (НИЦ АСК, 2006г.);

- Международной' научно-практической конференции «Информационные технологии" в современной жизни» («Университет прикладных наук» Германия, Бонн-Рейн-Зиг, 2007г.);

- Всероссийских научно-практических конференциях "Применение ИПИ-технологий в. производстве" (2007, 2008г.г.), «Управление качеством» (2009; 2010г.г.).

Построение методики автоматизации информационного сопровождения процессов*В/задачах подготовки производства, как показал проведенный в первой главе анализ, должно основываться на современных решениях в области построения единого информационного пространства, процессов 1111 промышленных предприятий, применении методов автоматизации.решения* проектных задач, передовом- опыте организации производственных процессов и создании систем управления качеством. При этом установлено, что общая-тенденция развития систем планирования и управления производством идет в-направлении« их интеграции с операционными функциями систем, подготовки, производства.

Определена общая методологическая база к построению шнформационно-алгоритмических решений в процессах 1JLL1 на основе инвариантной- информационной модели (ИИМ).

Во второй главе рассматриваются» способы построения информационног алгоритмической среды, обеспечивающей решение задач конструкторско-технологического- проектирования в едином пространстве, устанавливающем активные обратные связи между участниками процесса; применение проблемно-ориентированных подсистем, реализующих принципы построения решений на основе баз знаний и методов автоматического проектирования. Определен механизм решения задач - построение системы управления технологическими данными (СУТД). Проведена отработка методов решения задач 1111 на основе структурно-параметрического моделлера (СП-моделлера), оперирующего инвариантной информационной моделью.

Моделирование осуществляется на единой информационно-алгоритмической платформе, основу которой составляют методы обработки ИИМ (М////д/). Миим подразделяются на: базовые - структурное, параметрическое и геометрическое проектирование; комплексные — проектирование, визуализация; построения - трансляция^ декомпиляция^ замещение, инициализация; анализа состояния« модели.

В ходе исследований показана возможность представления, посредством

ИИМ, объектов на стадии подготовки производства. Определены некоторые особенности элементов информационной среды СУТД: конструкторской и технологической спецификаций; маршрутной и операционной технологий; производственной сети; ресурсных характеристик.

Третья глава посвящена вопросам разработки методики построения информационного пространства (МПИП) системы подготовки производства изделий АКТ. Основное внимание при этом уделено процессам технологической подготовки производства (ТПП), базовыми из которых являются: проектирование объекта производства (ОП); проектирование технологии изготовления ОП; предварительное планирование процессов изготовления ОП;, анализ^ состояния производственной системы. Функциональное моделирование каждого из процесса может быть осуществлено на основе инвариантной информационной модели и упорядоченного набора типовых процедур ее обработки. Обеспечена возможность применения и "внешних методов", разработан механизм интерфейса.

Методика отработана на примерах решения задач формирования и анализа ОТР в процессах ПП объектов АКТ при: проектировании и анализе ОП: легкомоторный самолет, баллистическая ракета, разметочно-разделочный стенд; моделировании организационно-технологических систем для проектирования технологии по заготовительному и сборочному производству.

При отработке методики было установлено, что производственные системы могут обладать существенно нелинейными характеристиками по отношению к объектам производства.

В. методике информационного сопровождения заложена реализация, цикла PDCA, как типовой последовательности действий, направленной на непрерывное улучшение и повышение результативности процессов системы.

В четвертой главе рассматриваются вопросы разработки модели» управления процессом структурно-параметрического- моделирования, и реализации алгоритмов решения задач взаимодействия проектирующих систем, а также результаты экспериментальной отработки'методики на примере построения компонентов информационного обеспечения системы подготовки производства.

Экспериментальная^ отработка методики проводилась на примере реинжиниринга информационной среды системы подготовки производства при реализации взаимодействия методических комплексов PLM компании1 Siemens (TeamCenter) и ERP компании ORACLE (Oracle e-Business Suite). На первом этапе-работ требовалось, обеспечить, начальную* загрузку данных из существующей (наследуемой) на предприятии информационной системы во внедряемые. Задача состояла в обеспечении: реорганизации структур данных; выделении типовых технологических решений; отработки форматов XML для передачи данных; выверки данных.

Второй этап сводится к созданию набора типовых процессов'и совокупности моделей, формирующих параметрически связанное информационное пространство, обеспечивающее взаимодействие проектно-конструкторских, технологических и производственных подразделений предприятия, участвующих в решении задач подготовки производства. СУ ТД рассматривается как функциональное расширение PDM-системы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате выполнения исследований разработана методика комплексной автоматизации информационного сопровождения процессов в.задачах подготовки производства сложных технических систем. Развиты методы построения информационного пространства и создан набор инструментальных средств формирования организационно-технологических решений, обеспечивающий сокращение длительности и трудоемкости информационного сопровождения процессов подготовки производства.

2. Анализ методов автоматизации при решении проектных задач и построении информационной среды позволил установить требования к построению модели информационно-алгоритмического^ взаимодействия технических систем, обеспечивающей повышение степени автоматизации при формировании и сопровождении организационно-технологических решений. Модель положена в основу методики построения информационного пространства системы подготовки производства.

3. Созданная методика автоматизации информационного сопровождения процессов в задачах подготовки производства, основана на базисном положении о модели управления процессами структурно-параметрического моделирования.

4. Разработаны модель и алгоритмы управления процессами структурно-параметрического моделирования, позволяющие приступить к построению нового поколения систем управления технологическими данными.

5. Разработаны алгоритмы решения задач взаимодействия организационно-технических систем в процессах подготовки производства, отличающиеся учетом параметризации моделей объектов (изделия, порождающих систем, ОТР) и параметризации процессов обработки моделей.

6. Разработаны алгоритмы и процедуры решения проектных задач при взаимодействии организационно-технических систем на основе связывания графической, структурной и количественной информации.

7. В ходе отработки методов построения информационного пространства проведен анализ функциональности инструментальных средств информационного сопровождения процессов и установлена их адекватность процессам подготовки производства.

8. В ходе проведения экспериментальной отработки методики установлено, что при: создании типовых технологических решений; формировании связанного информационного пространства; построении моделей процессов решения задач, - трудоемкость и длительность информационного сопровождения процессов ПП сокращается в 1.5 . 3 раза.

9. Разработано универсальное программное и элементы информационного обеспечений, позволяющие применять предложенную в работе методику в разнообразных предметных областях.

1. Островерх А.И., ЦырковГ.А., Информационно-алгоритмическая среда системы подготовки производства // Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. - 2009. № 2. с. 3-12.

2. Цырков A.B., Цырков Г.А. Система управления технологическими данными // Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. 2010. № 2. с. 3-10.

3. Островерх А.И. Инструментальные средства поддержки процессов технологического мониторинга продукции. М.: МАТИ, 2006. —193с. ISBN 9785-93271-385-3.

4. Глушко В.М., Иванов В.В., ЯненкоВ.М. Моделирование развивающихся систем. — М.: Наука, 1996 — 350с.

5. Стратегическое управление организационно-экономической устойчивостью фирмы: Логистикоориентированное проектирование бизнеса /Под ред. А.А.Колобова, И.Н. Омельченко. -М.: Изд-во* МГТУ им.Н.Э: Баумана; 2001. 600с.

6. Лебедев В.Г., Дроздова Т.Г., Кустарев В.П., Асаул А.Н., Осорьева И.Б. Управление затратами на предприятии / Под общ. ред. Г.А. Краюхина. — СПб.: ИД Бизнес-пресса, 2003, 256 с.

7. Ананькина Е.А., Данилочкин C.B., Данилочкина Н.Г. Контроллинг как инструмент управленияшредприятием / Под ред. Данилочкиной H.F. — М.: Аудит, ЮНИТИ, 1999; 297 с.

8. Чейз Р.Б., Эквилайн Н.Дж., Якобе Р.Ф. Производственный и операционный менеджмент. 8-е издание. / Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2004, 704 с.

9. Четыркина Н.Ю. Менеджмент конкурентоспособности предприятия. — СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2003, 58 с.

10. Ю.Яременко Ю.В. Теория и методология исследования многоуровневой экономики. Избранные труды в трех книгах. М.: Наука, 1997, 398 с.

11. Червяков Л.М. и др. Управление техническим документооборотом на основе CALS-технологий. — М.: Славянская школа, 2005, 295с.

12. Стрекалов А.Ф., Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Червяков Л.М. Система менеджмента конкурентоспособности наукоемкого изделия экспериментального машиностроения. // Технология машиностроения, 2005, № 11, с. 72-75.

13. Кузнецов П.М., Жилин В.П. Моделирование процесса запуска производственных заказов, в условиях экспериментального машиностроения. г.Москва "Новые технологии" -М.: МГОУ, №1, 2000, -с. 32-35

14. Гатауллин Р.М>. Организация конкурентоспособного производства. Средства и методы. М.: "ЛАТМЭС", 2001. -365с.

15. Мильнер Б.З. Теория организации: Учебник. -2-е изд., перераб. и доп. -М.:ИНФРА-М, 2000. -480с.

16. Минаев Э.С., Агеева Н.Г., Аббатта Дага А. Управление производством и операциями: 17-модульная программа для менеджеров "Управление развитием организации". Модуль 15. -М.: ИНФРА-М, 2000. -256с.

17. Новая технология и организационные структуры / Под ред. И. Пин-нингса, А. Бьютандама (сокр. пер. с англ.). -М.: Экономика, 1990.

18. Румянцева З.П. и др. Общее управление организацией: принципы и процессы: 17-модульная программа для менеджеров. "Управление развитием организации". Модуль 3. -М.: ИНФРА-М, 2000. -288с.

19. Судов Е.В. Интегрированная.информационная-поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии: Методы. Модели. М.: ООО Издательский дом «МВМ», 2003, 264 с.

20. Судов Е.В., Левин А.И., Барабанов В.В, Давыдов А.Н. Концепция развития CALS- технологий в промышленности России М.: ВИМИ; 2002, 127с.

21. Бакаев В.В., Судов Е.В., Иванов В.Ю и др. Информационное обеспечение, поддержка и сопровождение жизненного цикла изделия /Под ред. Бакаева В:В. -М.Машиностроение-1, 2005. 644с.

22. Дмитров В.И. Передовые информационные технологии при создании компьютеризированных интегрированных логистических систем: Информационные технологии в проектировании и производстве, №4 — ВИМИ; 1995, с.8-10.

23. ГОСТ 2.053-2006 «Электронная структура изделия»

24. Р 50.1.027-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования. Госстандарт России, Москва.

25. Р 50.1.028-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. Госстандарт России, Москва.

26. Р 50.1.029-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению. Госстандарт России, Москва.

27. Р 50.1.030-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Интерактивные электронные технические руководства. Требования к логической структуре базы данных. Госстандарт России, Москва.

28. Р 50.1.031-2001. Рекомендации; по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. Часть 1 Стадии жизненного цикла продукции. Госстандарт России, Москва.

29. Р 50.1.031-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь/ Часть 2 Применение стандартов* серии ГОСТ Р ИСО 10303. Госстандарт России, Москва.

30. Воропаев В.И. Управление проектами в России. -М.: Алане, 1995*.225с.

31. Дмитриев Д.В., Дмитриева З.М. Рыбаков М.Ю. Управление проектами. Практическое руководство. М.: ЮРКНИГА, 2003. — 288 с.

32. Кочетков А.И., Никешин С.Н., Рудаков Ю.П., Шапиро В.Д., Шейнiберг М.В. Управление проектами. Зарубежный опыт. СПб. :ДваТри, 1993. -с.446.33*. Пинто Дж.К. Управление проектами. СПб.: Питер, 2004. с. 464

33. Решке X., Шелле X. Мир управления проектами. М.: Алане, 1994.

34. Pinto, J.K., & Slevin, D.P. (1988а). Critical success factors across the project life cycle. Project Management.oumal, 19(3), 67-75.

35. Larson & Gobeli (1987, 1988). Larson, E.W., & Gobeli, D.H. (1989). Significance of project management structure on development success. IEEE Transactions on Engineering Management, 36(2), 119-125. .

36. Pinto, J.K., & Rouhiainen, P. (1998). Developing a customer-based project success measurement. In Proxeedings of the 14th World Congress on Project Management, Ljubljana, Slovenia, pp.829-935.

37. Гаврилов Д.А. Управление производством на основе стандарта MRP II -СПб: "Питер", 2003. -352с.

38. Питеркин С.В., Оладов Н.А., Исаев Д.В. Точно вовремя для России. Практика применения ERP-систем. -М: Альпина Бизнес Букс, 2005, 368с.

39. Колесников С.Н. Стратегия бизнеса. Управление ресурсами и запасами. -М.: Статус-Кво 97, 1999. -168с.

40. Каменкова М., ГромовА., Ферапонтов М., ШматалюкА. Моделирование бизнеса. -М.: Весть-Метатехнология, 2001.

41. Каменкова М.С., Громов А.И., Гуслистая А.В. Процессно-ориентированное внедрение ERP-систем. М.: Весть-Метатехнология, 2001.

42. Группа стандартов на построение систем управления^ качеством: ГОСТ Р ИСО 9000-2001.ГОСТ Р ИСО 9001-2001. ГОСТ Р ИСО 9004-2001.

43. ГОСТ Р ИСО 10303-1-99. Государственный стандарт РФ. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 1. Общие представления- и основополагающие принципы. Госстандарт России, Москва.

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

45. ГОСТ Р ИСО 10303-43-2002. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 43. Интегрированные обобщенные ресурсы. Представление структур.

46. ГОСТ Р ИСО 10303-44-2002. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 44. Интегрированные обобщенные ресурсы. Конфигурация структуры изделия.

47. ГОСТ Р ИСО 10303-45-2000. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 45. Интегрированные обобщенные ресурсы. Материалы.

48. Integrated computer-aided manufacturing (ICAM) architecture. Part II. Volume lV Function modeling: manual (1DEF0) ICAM. IDEF. 9534-AF614-031. SoftTech: Inc: 460 Totten Poud^Road, Waltham/ MA 02154HJSA.

49. INTEGRATED INFORMATION SUPPORT SYSTEM; Information Modeling Manual IDEFO-Extended. ICAM Project 6201. -NY: General Electric Company. 1985.

50. Integrated Information . Support System. Information Modeling Manual IDEFO-Extended. ICAM Project Priority 6201 NY.: General Electric Company, 1985. " ' \ .

51. Siemens PLM: http:/A\rww.plm.automation.siemens.com

52. Oracle e-BS: http://www.oracle;com/us/products/applications/ebusiness/ index.html

53. Цырков А.В. Методология проектирования в мультиплексной информационной среде. -М.:ВИМИ, 1998. -281с.

54. Островерх А.И:, Сычев В.Н., Цырков А.В. Реинжиниринг системы, организационно-технологического сопровождения процессов производства ракетно-космической техники. ISSN 1562-322Х. Технология машиностроения. 2006. №8 (с.88-91) . ■

55. Островерх А.И., Цырков А.В. Интеллектуальная среда системы подготовки производства. ISSN 1562-322Х. Технология машиностроения. 2007. №9 (с.92-96).

56. Цырков А.В.,. Торпачев А.В., Чефранов С.В. Модель процесса проектирования, в АСТПП; В? сб. Информационные технологии в проектировании и производстве. Выпуск 2 -М.:ВИМИ, 1999.

57. Цырков A.B., Иванов В.Ю., Бутко А.О. Модели и задачи функционально-производственного анализа технических систем. Журнал «Информационные технологии в проектировании и производстве» №3 2005. М.: ФГУП «ВИМИ», 2005. - с.84-90.

58. Торпачев A.B., Цырков A.B. Интеграция задач технологического проектирования в автоматизированных системах. : В сб. Информационные технологии в.проектировании и производстве. Вып. 1. -М.: ВИМИ; 2000, с. 32-38.

59. Цырков А.В, Торпачев A.B. Моделирование технологических операций. : В" сб. Информационные технологии в, проектировании и производстве. Вып. З.-М.: ВИМИ, 1998,-с. 69-72.

60. Цырков A.B., Иосифов П.А. Структуризация процесса разработки технологической оснастки при решении задачи распараллеливания* информации при проектировании. Научные труды МАТИ им. К.Э. Циолковского. Вып. 3(75) М.: Изд-во "ЛАТМЭС", 2000. - с.260-263

61. Цырков A.B., Иосифов И.А., Торпачев A.B. Разработка подсистем интегрированной АСТПП: В' сб. Информационные технологии в проектировании и производстве. Вып.4. М!: ВИМИ, 1998. - с. 53-59.

62. Козлова О.В. Разработка программно-целевого метода координации процесса планирования производства // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ по специальности 05.02.22. Организация производства М.: МАТИ; 2004

63. Цырков A.B. Структурно-параметрический- моделлер — основа построения комплексных информационных, моделей производственных; систем: Информационные технологии) в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн./ФГУП "ВИМИ", 2005, №1 с.51-58

64. Технологии интегрированных автоматизированных: систем в науке, производстве и образовании: Сборник статей. Выпуск №1-3/ Под ред. проф: Цыркова А.В. -М.: Издательско-типографский центр-МАТИ, 2005 -240с., 2006; -182с., 2007.-236с.

65. Цырков A.B., ЧефрановгС.В!, Семенов¡F.E., Федоров В!А. Подсистема проектирования технологических процессов.: Учебное пособие. —М.: МАТИ, 2001.32с.

66. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. -М.:. Машиной строение, 1969. 559 с. ' .77;Горбунов М.Н. Основы технологии;производства самолетов. -Mi:. Машиностроение, 1976. — 260 с.

67. Крысин В.Н. Технологическая подготовка авиационного производства: -М.: Машиностроение, 1984. 200 с.

68. Васильев В:А., Афонин А.Ю., Скворцов М.А. и др. Современное управление качеством на предприятйях: методы, инструменты, рекомендации /Под. ред. В.А. Васильева. -М.: ИТЦ "МАТИ"-РГТУ, 2003. -196с.

69. Петров А.П., Афанасьев А.П., Галкин В.И., Лисов A.A., Парамонов Ф.И. Новые принципы построения и организации автоматизированной системы конструкторско-технологической подготовки производства. Автоматизация^ проектирования, № 2, 1999, (с.47-52)

70. Григорьев В.П. Сборка клепаных агрегатов самолетов и вертолетов. — М.: Машиностроение, 1975.

71. Митрофанов В.Г., Калачаев О.Н., Схиртладзе А.Г. и др. САПР в технологии машиностроения: Учебное пособие. — Ярославль; Ярославский государственный технический университет, 1995. 298 с.

72. Акофф Р.Л. Планирование в больших экономических системах. H.Y., 1970. Пер. с англ. Г.Б. Рубальского Под ред. И.А. Ушакова —М.: Советское радио, 1972.-224с.

73. Акофф Р. Искусство решения проблем: Пер.с англ. —М.: Мир, 1982. —224с.

74. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремлённых системах: Пер! с англ. —М:: Советское радио, 1974. —270с.

75. Алешин Н.П. Контроль качества сварных работ. -М.: Высшая школа,1986.

76. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1990. 544с.

77. Котлер Ф. Основы маркетинга: Пер. с англ. / Общ. ред. и вступ. ст. Е.М. Пеньковой. -М.: Прогрес, 1990.' -736с.

78. Косов М.Г., Кутин A.A., Саакян Р.В., Червяков Л.М. Моделирование точности при проектировании технологических машин. -М.: МГТУ Станкин, 1998.-104с.

79. Шпур Г., Краузе Ф.-Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении /Пер. с нем. Г.Д. Волковойи др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева,

80. В.П. Диденко. -М.: Машиностроение, 1988. -648с.

81. Горанский Г.К., Бендерева Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. -М.: Машиностроение, 1981.-455с.

82. Капустин Н.М., Дьяконова Н.П., Кузнецов П.М. Автоматизация машиностроения. Учебник. —М.: Высшая школа, 2001. —220 с.

83. Капустин Н.М., Дьяконова Н.П., Кузнецов П.М. Комплексная автоматизация в машиностроении: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. Н.М. Капустина. -М.: издательский центр Академия, 2005. —368с.

84. Капустин Н.М., Корсаков B.C. и др. Автоматизированное проектирование технологических процессов в машиностроении. / Под общей редакцией Н.М. Капустина. -М.: Машиностроение, 1985. 304 с.

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

86. Павлов В.В. Структурное моделирование в CALS-технологиях. -М.: Наука, 2006.-307с.

87. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Изд-во >МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002*.-336с.

88. ЦырковГ.А. Разработка интерфейса обмена данными в САПР / Шестая Всероссийская научно-практическая-конференция "Применение ИЛИ- технологий в производстве". Материалы конференции. -М.: МАТИ, 2008, с. 80-82.

89. Андреев Е.В., Цырков Г.А. Разработка программного модуля формирования трехмерных геометрических объектов / XXXII Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 2. -М.: ИТЦМАТИ, 2006, с. 126-128.

90. ЛяпинМ.И., Цырков Г.А. Сравнение систем моделирования CATIA и T-FLEX / XXX Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 3. М.: ИТЦ МАТИ, 2004, с. 147-148.

91. Егер С.М., Матвеенко A.M., Шаталов И.А. Основы авиационной техники: Учебник/ Под ред. И.А. Шаталова -Изд. второе, перераб. и доп. —М1.: Изд-во МАИ, 1999.-576с.

92. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/ Баранчиков В.И., Жаринов A.B., Юдина Н.Д. и др./Под общ; ред. Баранчикова В.И. -М.: Машиностроение, 1990. -400с.

93. Общемашиностроительные нормативы времени на слесарно-сборочные работы при сборке металлоконструкций под сварку. Научно-исследовательский институт труда. Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам. -М.: НИИ труда, 1982. -128с.

94. Технология- сборки самолетов и вертолетов: Учебник в 2т. /Под ред. В.И. Ершова. Т.1: Павлов В.В., Медведев Б.А., Хухорев B.C. Теоретические основы сборки. -М.: Изд-во МАИ, 1993. -288с.

95. Буч Г. Объектно-ориентированное программирование с примерами применения: Пер. с англ. -М.: Канкорд, 1992.

96. Калянов Г.Н. Методы и средства структурного системного анализа и проектирования. -М.: МГУ, 1996.—59с.

97. Липаев. В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. —М.: Синтег, 1999.

98. Цырков Г.А. Механизмы СМК в мониторе структурно-параметрического моделирования / Восьмая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством» (сборник материалов) —

99. М.: ИТЦМАТИ; 2009, с. 429-431.

100. Фисичев Г.В., Цырков' Г.А. Элементы СМК в процессах технологического проектирования / XXX Гагаринские чтения. Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции. Том 4. М.: ИТЦ МАТИ, 2004, с. 131-132.

101. Цырков Г.А. Модель монитора управления процессами проектирования / Пятая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИГЖ-технологий в производстве". Материалы конференции. — М.: МАТИ, 2007, с. 141-143.

102. Цырков Г.А. Программное обеспечение системы управления технологическими данными / Девятая Всероссийская научно-практическая конференция «Управление качеством» (сборник материалов) — М.: ИТЦ МАТИ, 2010, с. 275-277.

103. Цырков Г.А. Инструментальные средства организационно-технологического» проектирования / Седьмая Всероссийская1 научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве": труды конференции. М.: МАТИ, 2009, с. 117-119.

104. Минский М. Фреймы-для представления знаний: -М.: Энергия; 1979. -151с. .

105. Представления и использование знаний Иер. с японского / Под ред. X. Уэго, М. Исиозу М.: 1989 - 220с.

106. В.Н. Сычев, А.И. Островерх, В;Д'. Костюков, В.В. Силин. Информационные модели в процессах создания1 штамповой оснастки. Информационные технологии в проектировании и производстве: Науч.-техн. журн. ФГУП "ВИМИ", 2005, №1 (с.20-29)

107. Криштоп A.A., Цырков Г.А. Обеспечение надежности в корпоративной информационной системе / Седьмая Всероссийская научно-практическая конференция "Применение ИПИ-технологий в производстве": труды конференции. -М.: МАТИ, 2009, с. 132-134.