автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Разработка методологии формирования интегрированной информационно-коммуникационной поддержки жизненного цикла воздушных судов

На правах рукописи

Махитько Вячеслав Петрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-

КОММУНИКАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Специальность 05.02.22 -Организация производства (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 4 ОлЗ 2371

Ульяновск-2011

4856226

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт) и ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский

университет)»

Защита состоится 25 февраля 2011 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д212.215.03, созданном при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ) по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ

Автореферат разослан 21 января 2010 г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Морозов Владимир Васильевич

доктор технических наук, профессор Попов Петр Михайлович

доктор технических наук, профессор Смапш Алексей Аркадьевич

Ведущая организация: ФГУП «Государственный иаучно-

-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-ПРОГРЕСС», г. Самара

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Клочков Ю.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие авиационной техники и технологии характеризуется стремлением к повышению их эффективности по основным технико-экономическим показателям: качеству, количеству, срокам освоения эксплуатации, производительности и себестоимости изделия. Разработка промышленностью новых изделий с повышенными конструктивными и технологическими свойствами, освоение новых технологических процессов и рациональных форм организации производства для создания новых конструкций авиационной техники позволяют сократить эксплуатационные издержки потребителя, а также формируют на этапе создания изделия проектно-конструкторские и производственно-технологические решения, обеспечивающие единство и согласованность организационно-технологической среды и бизнес-среды производителя. Проектно-конструкторское, производственно-технологическое решения и организационно-технологическая среда (персонал, технология, оборудование, методы контроля и испытаний) должны обеспечивать соответствие параметров изделия заданным технико-экономическим требованиям. Бизнес-среда обеспечивает гарантированную повторяемость качества при серийном изготовлении изделий. Связующим компонентом, интегрирующим проектно-конструкторские, производственно-технологические решения, бизнес-среду производителя в единое целое, являются интегрированные информационные технологии поддержки принятия решений по обеспечению жизненного цикла изделий.

Основная сложность в процедурах проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий заключается в необходимости учета многих противоречивых факторов, присущих этапам жизненного цикла авиационной продукции. Существенным фактором, определяющим эффективность организационной системы (конструирование, отработка технологии, производство, эксплуатация), является с одной стороны необходимость согласования взаимодействия всех участников рассматриваемой системы и, с другой стороны, необходимость обеспечения их своевременной и достаточной информации. Степень готовности технологического и производственного базиса отечественных самолетостроителей к приему и использованию интегрированных информационных технологий в производстве изделий нивелирует усилия, предпринимаемые в этом плане на этапе проектирования. Для того, чтобы повысить уровень организационно-технологического потенциала авиационной отрасли необходимо кроме увеличения объемов инвестиций на техническое перевооружение предприятий ускорить внедрение процессов создания изделий и систем информационной поддержки изделий [ИЛИ (САЬ8)-технологий)], обеспечивающих построение интегрированных информационно-коммуникационных систем управления предприятием с функциями адаптации конструктивно-технологических процедур производства изделий и других функций управления.

Рациональная организации производства изделий с учетом научных достижений и прогресса в области конструирования и технологии относится к числу тех основных факторов, которые оказывают существенное влияние на оптимизацию важнейших параметров производства - себестоимости и трудоемкости изделий,

производственных циклов изготовления их компонентов.

Кардинальные изменения рыночных условий хозяйствования в организации производственно-экономических отношений проектировщиков, изготовителей, эксплуатационников изделий выдвинули на первый план практические задачи реформирования организационных схем взаимосвязей различных этапов жизненного цикла воздушных судов (проектирование, разработка технологии, производства, эксплуатации) и использования их при решении указанных выше задач, что обусловило актуальность темы диссертации.

Степень изученности научной проблемы. Вопросы разработки и внедрения информационных технологий в систему управления предприятиями постоянно находятся в сфере пристального внимания ученых и специалистов многих стран. Различные аспекты реализации информационных технологий отразили в своих трудах зарубежные исследователи Айзерман М., Аккофф Р., Ансофф И., Бравер-манн Э., Лейбкинд А., Мако Д., Месарович М, Портер М., Фридленд А., Хакен Г., Хамер М., Harta О., Holmstrom В., Myerson R., Peters Т. и другие исследователи.

Достаточно глубоко, обстоятельно и содержательно разнообразные вопросы информационных технологий на предприятиях раскрыли в своих исследованиях отечественные ученые Антонов O.K., Бабушкин А.И., Балабуев П., Барвинок В.А., Бодрунов С.Д., Братухин А., Буньков Н.Г., Глушков В.М., Горанский Я.К., Дмитриев В.Г., Забродский В.А., Ковшов А.Н., Коптев А.Н., Крюков С.П., Левин A.M., Новиков Д.А., Скурихин В.И., Советкин Ю.А., Судов Е.В., Павлов В.В., Петров Б.Н. и др.

Вместе с тем научная проблема разработки, организации и развития информационных технологий в рамках российских промышленных предприятий исследовалась недостаточно глубоко, тогда как этот инструмент в управлении предприятиями авиастроения имеет существенную специфику, которую следует изучать, учитывать и соответствующим образом применять для повышения эффективности управления. Информационные технологии для эффективного решения задач организации производства предприятиями рассматривали такие авторы, как А.Г.Абросимов, В.И.Бусов, Ю.Г.Данилевский, И.С.Зингер, Б.Я.Татарских, Э.А.Якубайтис, В.И.Ярочкин, Ф.И.Парамонов, Н.А.Оглезнев и др. Однако, несмотря на большой интерес и широкое освещение информационных аспектов в управлении предприятием в научных трудах многие моменты остаются дискуссионными. Нет единства в вопросах, посвященных особенностям сбора и обработки информации, в подходах, терминах, определяющих ее количество и качество, отсутствует комплексная характеристика проектирования-изготовления-эксплуатации воздушных судов, что не позволяет полно оценивать необходимую для принятия управленческих решений информацию при решении задач организации производства.

Недостаточная изученность проблемы, ее научная и практическая значимость предопределили выбор темы диссертационного исследования.

Цель работы - повышение эффективности и согласованности деятельности участников жизненного цикла авиационных изделий за счет разработки и внедрения методологии и инструментальных средств информационно-коммуникационных технологий, направленных на обеспечение надежности и кон-

курентных преимуществ отечественной авиационной техники.

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- выполнен анализ состояния и организации взаимодействия отечественных проектных авиастроительных комплексов и предприятий гражданской авиации на современном этапе развития экономики России;

- выявлены актуальные проблемы организации взаимодействия предприятий авиастроения и гражданской авиации;

- разработана методология организации и развития информационных коммуникаций на предприятиях проектирующих, производящих и эксплуатирующих авиационную технику, которая позволяет обеспечить согласованность управленческих решений в задачах проектирования, производства и эксплуатации;

- разработаны и описаны механизмы адаптации конструкторско-технологической поддержки производства изделий, в условиях меняющейся внешней и внутренней среды;

- предложена к применению типовая методика расчета трудоемкости, циклов и темпов изготовления изделий по видам работ, приведены расчеты оснащения для основных изделий предприятия;

- разработана концепция построения интегрированной информационно-коммуникационной системы управления производством на примере авиастроительного комплекса;

- предложены механизмы мониторинга эксплуатации воздушных судов для оценки их уровня надежности и безопасности полетов в условиях технического обслуживания и ремонта;

- разработан информационный инструментарий поддержки технической эксплуатации изделий на основе статистических и параметрических методов оценки их состояния;

- созданы методы структурной и параметрической адаптации управления самолетостроительным предприятием, обеспечивающие поддержку процессов производства в условиях использования интегрированной информационной среды;

- разработаны модели координации согласованного взаимодействия предприятий-участников создающих авиационную технику в условиях единой информационной базы;

- сформирован аппарат организации и развития информационно-коммуникационных среды для повышения надежности и управления безопасностью полетов воздушных судов в условиях проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий;

- предложены формы кадрового сопровождения жизненного цикла (ЖЦ) изделий путем непрерывного их функционального совершенствования на основе структурного, инструментального и учебно-научного анализа проектирования, производства, эксплуатации сложных технических изделий;

- предложена методика оценки синергетического эффекта информационной интеграции этапов проектирования, изготовления и эксплуатации воздушных судов в условиях создания единой информационной среды;

- разработаны и внедрены интегрированные автоматизированные комплексы

задач в заготовительно-штамповочном, механосборочном и агрегатно-сборочном производствах самолетостроительного предприятия.

Область исследования - разработка методов, средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях (п.З) паспорта специальности 05.02.22 - организация производства

Объектом исследования являются механизмы организации взаимодействий проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники на основе использования современных средств информационных технологий.

Предметом исследования является методология построения согласованных механизмов организационного взаимодействия проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники за счет формирования интегрированной информационно-коммуникационной системы поддержки жизненного цикла воздушных судов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке:

- методологии и инструмента построения информационно-коммуникационных средств, способствующих эффективному взаимодействию проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники.

- концептуальных требований к задачам построения информационно-коммуникационной среды проектировщиков, производителей и потребителей авиационной техники, обеспечивающих оперативность и качество принятия решений в задачах поддержки жизненного цикла воздушных судов.

- методов адаптации конструкторско-технологической поддержки и управления производством изделий учитывающих изменения факторов внутрипроизводственной и внешней среды;

- методов и средств формирования технико-экономических показателей процессов производства, позволяющих использовать принцип преемственности изготовления изделий;

- статистических и параметрических методов диагностирования авиационных изделий на этапе их технической эксплуатации, что позволяет осуществлять адекватную оценку их состояния и формирование мероприятий по повышению работоспособности;

- методов создания интегрированной информационно-коммуникационной системы управления производством и эксплуатации авиационных изделий, позволяющих обеспечить эффективное решение задач организации взаимодействия проектировщиков, изготовителей и эксплуатационников для повышения надежности и управления безопасностью полетов;

- математических моделей структурной и параметрической адаптации управления производством изделий в условиях нестационарности, недостаточной априорной информации и наличия плохо формализуемых факторов;

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации:

- методология и инструментальные средства организации взаимодействия проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники в условиях использования информационно-коммуникационных систем управления;

- методы создания интегрированных информационно-коммуникационных

систем планирования и регулирования процессов проектирования, производства и эксплуатации авиационной техники в условиях меняющихся факторов внутрипроизводственной и внешней среды;

- методы адаптации конструкторско-технологической поддержки авиационных изделий на этапах их жизненного цикла;

- методы построения информационно-коммуникационной сети с использованием гибкого программного обеспечения, одноразовой передачи на станки с ЧПУ управляющих программ с последующим, при необходимости, режимом «подкачки»;

- методология организации интегрированной информационно-коммуникационной среды для повышения надежности и управления безопасностью полетов в условиях проектирования, производства и эксплуатации изделий.

Практическое значение и реализация результатов работы.

Практическая значимость полученных в диссертации исследований заключается в том, что они могут быть использованы при решении реальных задач организации взаимодействий предприятий проектирования, производства и эксплуатации авиационной техники с использованием современных информационных технологий. В частности, интеграционные решения в организации производства воздушных судов АН-124, Ту-204 были применены при реализации целевой программы в ЗАО «Авиастар-СП» при создании комплексной автоматизированной системы управления предприятием и реализации разработок и внедрения интегрированных автоматизированных систем управления заготовительно-штамповочным, механосборочным и агрегатно-сборочным производствами.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях различного уровня, в том числе Международной научно-практической конференции «Проблемы менеджмента и рынка». (Оренбург, 2002, 2003), Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы региональной экономики в условиях кризиса»(Самара, 1999); Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта России» (Ульяновск, 2002, 2004), Международной НТК, посвященной 35-летию со дня основания МГТУ ГА «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества (Москва, 2006), Международной НПК «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации» (Ульяновск, 2006, 2008), Всероссийской НТК «120 лет со дня рождения А.Н.Туполева»; Всероссийской НТК «25 лет содружества ИАТУ и производства» (г. Ульяновск 2009, 2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 61 работа, из них две монографии и 28 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и результатов, списка литературы. Работа содержит 286 страниц основного текста, список литературы включает 174 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, охарактеризованы используемые методы, описана структура работы, взаимосвязь и краткое содержание ее разделов.

В первой главе диссертации выполнен анализ состояния отечественного и зарубежного авиастроения и рассмотрены методологические аспекты повышения эффективности процессов проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий в единой информационно-коммуникационной среде.

Отмечается эволюция терминологии «информации», «информационных технологий», «информатизации», что влечет за собой формирование в мире единого экономического, технологического и информационного пространства. В тоже время, ситуация на мировом рынке авиационной техники развивается в сторону полного перехода на безбумажную технологию управления процессами проектирования, изготовления и эксплуатации изделий. По прогнозам зарубежных специалистов, после 2010 года невозможно будет продать на внешнем рынке машинно-техническую продукцию без соответствующей электронной документации. Зарубежные фирмы рассматривают работу в этом направлении как действенное средство ограничения доступа на международный рынок наукоемкой продукции тех стран, которые не сумеют своевременно освоить соответствующие международным требованиям безбумажные электронные технологии. В свете мировых тенденций в области производства авиационной техники намеченная и реализуемая в ЗАО «Авиастар-СП» программа использования современных информационных технологий в производстве ИЛ-476, ТУ-204, АН-124 является крайне важной для сохранения и развития отечественных предприятий на мировом рынке. Исходя из этих позиций, создание и развитие согласованных систем проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий должно базироваться на использовании современных средств ИПИ(САЬ8)-технологий основные компоненты которой, представлены на рисунке 1.

Главными проблемами, мешающими эффективному управлению, являются большое количество информации, а также коммуникационные барьеры между участниками ЖЦ изделия. Пути решения заложены в осуществлении стратегии ИПИ-технологии, которая основана на создании единого информационного пространства (ЕИП) для всех участников ЖЦ изделия, включая потребителя. ЕИП должно обладать следующими свойствами:

• содержать информацию в электронном виде;

• охватывать всю созданную информацию об изделии;

• являться единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);

• строиться только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартах;

• создаваться с использованием только имеющихся у участников ЖЦ программно-коммуникационных средств;

• должно иметь возможность постоянного развития и расширения.

Рисунок 1 - Основные компоненты формирования интегрированной информационной среды в жизненном цикле изделия

Эти стратегии базируются на: программно-техническом комплексе; стандартах на представление и обмен информации; новых структурах и методах управления предприятием, представляющих собой базовые принципы ИПИ-технологии; базовых управленческих технологиях и базовых технологиях управления данными. При этом к базовым принципам ИПИ-технологий относятся информационная интеграция и поддержка жизненного цикла изделия на основе применения интегрированной информационно-коммуникационной системы управления, а базовые управленческие технологии ориентированы на реализацию базовых принципов ИПИ-технологий. Базовые технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах используются при реализации управленческих технологий.

В качестве одного из «прорывных» инновационных направлений в организации полетов ВС и их технической эксплуатации, является внедрение интегрированных информационных систем на этом этапе ЖЦ, который обеспечивает динамический мониторинг технического состояния ВС и технического обслуживания с использованием спутниковых технологий (СТ).

Целевое внедрения таких систем - оперативная оценка технического состояния ВС, своевременное устранение различных нарушений в работе узлов, агрегатов ВС, обеспечение безопасности полетов, повышение уровня организации перевозочного процесса, доставки грузов и пассажиров «точно в срок» в пункты назначения, ускорение контейнеризации перевозок, внедрение технологии мульти-модальных логистических систем.

Интеграция российских воздушных транспортных трасс в Евро-азиатскую транспортную систему, основанную на использовании глобальных навигационных

спутниковых систем ГЛОНАСС/СРБ, позволит построить и функционировать единое транспортное пространство, включающее гармонизацию отечественных технических регламентов в области пространственных данных с соответствующими регламентами стран Европы и Азиатского континента.

Основной целью внедрения спутниковых технологий в ГА является достижение качественно более высокого уровня обеспечения безопасности полетов и управления перевозками, за счет принципиальных изменений в сфере координатно-временного обеспечения воздушного транспорта.

Из вышеизложенного следует, что системная информационная поддержка ЖЦ изделия осуществляется в интегрированной информационно-коммуникационной среде (ИИКС), которая представляет собой хранилище информационных ресурсов, содержащих сведения, создаваемые и используемые всеми участниками информационного пространства и ЖЦ изделия в процессе их производственной деятельности.

В данном случае следует учитывать различие между терминами информационно-коммуникационное среда и информационное пространство.

Информационное пространство является пассивным (описательным) ресурсом, а среда - динамическая, активная конструкция, которая позволяет получать новые качественные характеристики производственной деятельности и управления.

Именно «стык» этапов проектирования, изготовления и эксплуатации авиационной техники является сегодня определяющим при обеспечении высокоэффективного взаимодействия участников производственного процесса, что невозможно реализовать без применения интегрированных информационных технологий на отечественных авиапредприятиях.

В последние годы Правительство РФ сделало определенные шаги для сохранения и развития авиационного комплекса страны и преодоления его кризисного положения. Позитивное влияние на формирование усилий восстановления производства в авиастроении обеспечило создание «Объединенной авиастроительной корпорации», разработку и реализацию Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года». Целевой программой предусмотрена модернизация эксплуатируемых самолетов до требований международных стандартов и разработка новых перспективных поколений самолетов.

Одним из этапов интеграционного процесса является взаимодействие конструкторов и технологов предприятия путем информационного моделирования конструктивных элементов авиационных изделий для решения различных аналитических задач. С этой целью в работе рассматривается адаптивная система конструк-торско-технологической поддержки производства (АС КТПП). Основными элементами АС КТПП в работе определены конструкторско-технологические спецификации изделий, модели задач конструкторского и технологического проектирования, конструкторские и технологические модели изделия (на основе типовых, унифицированных и индивидуальных процессов), модели технологических и производственных систем. Соответствующая этому решению структура унифицированной информационно-коммуникационной среды АС КТПП включает модель изделия (конструкторскую спецификацию), производственную (технологические

спецификации и технологические маршруты), блок формирования технологических решений (модель задачи проектирования, технологическую модель изделия).

В работе отмечено, что задача построения методического, программного и организационного обеспечения АС КТПП, в свою очередь, решается посредством определения состава функционально-управляющих блоков (ФУБ), включающих алгоритмы основных процессов производства изделия. При этом выделяются следующие компоненты: поддержки производственной спецификации изделия, формирование конструкторско-технологических решений (КТР), анализ и контроль исполнения КТР. При этом, например, эффективность технологического проектирования в цехе агрегатно-сборочного производства в ЗАО «Авиастар-СП» составила 1,8 млн.руб.

Таким образом, предложенный в работе механизм АС КТПП, позволяет обеспечить взаимодействие конструкторов, технологов и других специалистов в выработке конструктивно-технологических решений, приданию адаптивных свойств процессам проектирования и производства во всей информационно-коммуникационной среде, существенно влияя на повышение эффективности и конкурентоспособности изделий.

Вторая глава диссертации посвящена элементам информационного базиса системы адаптивного управления производством изделий, которые являются основными показателями плана производства, включая трудоемкости и темпы выпуска изделий, производственные циклы, объемы оснащения и т.д.

В работе рассматриваются два метода расчета общей трудоемкость изготовления изделий на примере запуска в производство ВС Ил-476 в ЗАО «Авиастар-СП»: первый метод определения трудоемкости изделия по периодам освоения производства зависит от производственной возможности цехов предприятия, объема суточного выпуска номенклатуры изделий, второй метод устанавливает трудоемкость на конкретный номер изделия, то есть, в зависимости от количества изделий, выпущенных с начала производства (рисунок 2).

Нужно отметить, что первый и второй методы расчета общей трудоемкости изготовления изделий не исключают друг друга, так как представляют лишь различные формы выражения одного содержания.

Расчет трудоемкости изготовления изделия модифицированного аналога при частично разработанной технологической документации, осуществляемый с использованием указанных выше двух методов, сводится, во-первых, к установлению или начальной трудоемкости, или трудоемкости освоенного производства и, во-вторых, к установлению промежуточных величин трудоемкости по периодам серийного освоения изделия, то есть, к установлению темпов снижения трудоемкости.

1-й метод Зависимость снижения трудоемкости от количественного освоения изделии

2-й метод Зависимость снижения трудоемкости от выпуска номенклатуры

10 100 Номер изделия

1000 гс 1 2 3 (Головная серия) Суточный выпуск номенклатуры, шт.

Рисунок 2 - Сравнение двух методов расчета трудоемкости.

Таким образом, техника расчета общей трудоемкости с применением удельной трудоемкости на один килограмм веса изделия заключается в том, чтобы решить эту задачу на основании соответствующих статистических данных и фактической трудоемкости изготовления изделия предыдущего поколения (ИПП), весовых характеристик изделия модифицированного аналога (ИМА) с учетом сложности ИМА и планируемого уровня электронного моделирования конструктивных элементов изделия, обеспечивающего рост производительности труда.

Общая трудоемкость изготовления освоенного ИМА (7д.) может быть определена по следующей формуле: Тх=Он1нКРКс где Сц — вес ИМА в кг;

1И — удельная трудоемкость на один килограмм веса освоенного ИМА; Кр — коэффициент, учитывающий информатизацию процессов производства, направленную на повышение производительности труда; Кс — коэффициент, учитывающий конструктивно-технологическую сложность ИМА по сравнению с ИПП.

Коэффициент Кр< 1 учитывает уровень информационной поддержки производства при решении задач управления производством ИМА по сравнению с ИПП. С увеличением параметров информатизации процессов производства удельная трудоемкость на один килограмм веса изделия уменьшается для каждого ИМА благодаря техническому прогрессу в области электронного моделирования, улучшению технологичности конструкции изделия и повышению квалификации рабочих.

Если ежегодный прирост производительности труда рабочих за счет информатизации производства должен составлять не менее а% и между выпуском ИПП и ИМА проходит Л лет, то рост производительности труда (П) за этот период должен быть учтен в размере не менее П— аЛ%.

Процент снижения трудоемкости (Тс) за счет информационной поддержки и соответствующего роста производительности труда (П), определяется по формуле

100 П

Тг=-

-%

100+Я

Указанная зависимость между производительностью труда и трудоемкостью

изделия графически представлена на рисунке 3.

Коэффициент, учитывающий информатизацию производства и рост производительности труда; имеет следующее значение:

_ 100-Г,, 100

100 _ 100+ял

В работе представлена методология установления трудоемкости изготовления ИМА по видам работ, которая основывается на сопоставительном анализе конструктивно-технологических характеристик ИМА и ИПП - прототипа.

П - процент повышения производительности труда за счет информатизации производства (шкала г)

П - процент повышения производительности труда за счет информатизации производства (шкала в)

Рисунок 3 - Зависимость между производительностью труда за счет информатизации производства и трудоемкостью изделия

Для укрупненного расчета общего производственного цикла изделия при разработке текущих и перспективных планов производства предлагается методика, определяющая последовательность выполняемых работ: устанавливаются типы производства, формирующие общий производственный цикл изделия; производится расчет производственных циклов заготовительных, механообраба-тывающих и сборочных процессов, формирующих производственный цикл изделия на какой-либо один период освоения серийного производства изделия и, устанавливается динамика изменения величины общего производственного цикла изделия по периодам его производства.

Планирование темпов выпуска изделий в самолетостроении осуществляется с учетом договорных обязательств заказа и рыночных факторов внешней и внутрипроизводственной среды.

Таким образом, задачу распределения общей программы выпуска изделий по годам и месяцам следует рассматривать путем решения уравнений:

Bo6=Blr+B2r+... + Bnr;

bir=blm+b2u+... + bl2m;

Вгг =В|М +В2м + ... + В12м; где, Во6— общий выпуск готовых ВС за весь период производства; В1г,В2г + ...ВПГ- программы выпуска готовых ВС в каждом году производства от первого (В1г; до последнего (Впг);

в1м,в2ч +...в|2м- ежемесячные программы выпуска готовых ВС в первом и во втором годах производства.

За расчетный показатель темпа выпуска готовых изделий принимается процент выполнения производственной программы в каждом рассматриваемом отрезке времени.

Третья глава диссертации посвящена вопросам реализации методов и подходов решения задач организации взаимодействия разработчиков, конструкторов, технологов, изготовителей и эксплуатационников авиационной техники в изменяющихся условиях, характерных для современной экономики. В работе подчеркнуто, что в условиях создания информационной интеграции при использовании общей базы данных, интегрированная информационно-коммуникационная система управления (ИИКСУ) позволяет более эффективно решать вопросы разработки и проектирования изделий, подготовки производства, планирования и управления производством, материально-технического обеспечения, охватывая все управленческие процессы. При этом, основными подсистемами ИИКСУ являются подсистемы адаптивного планирования и регулирования.

Основываясь на положениях адаптации, отмечаем, что указанные выше подсистемы практически идентичны. Функциональная структура ИИКСУ состоит из следующих взаимосвязанных частей: модели планирования (соответственно регулирования); имитационной модели процессов производства; многофункционального системного адаптера (МСА), включающего модуль внутреннего адаптера (А1) и модуль внешнего адаптера (А2).

Приводится неформальное описание работы механизма ИИКСУ. На основе анализа характеристик предприятия и внешней среды в А2 выбирается модель задачи планирования (имитационная модель), осуществляется работа структурной схемы ИИКСУ. Затем по результатам выполнения планов прошлых периодов и прошлых дестабилизирующих факторов (ДФ) А2 подстраивает параметры в модели планирования и имитационной модели процессов производства, включающей технико-экономические параметры предприятия, внешней среды и подсистемы регулирования. План рассматривается как производственная программа, заданная последовательностью плановых заданий, распределенных во времени. По имитационной модели осуществляется имитация реализации плана, и оцениваются угрозы не выполнения плана, а, следовательно, возможные потери. Имитация реализации плана выполняется несколько раз для получения статистически значимых оценок выполнения. По результатам расчета плана и имитации его выполнения проводятся оценка и анализ приемлемости. Если план с учетом его возможной реализации приемлем, то он принимается к исполнению. В противном случае А1, основываясь на результатах имитации, подстраивает параметры (трудовые, техно-

логические, материальные нормативы, нормы использования мощностей, ресурсов и т.д.) модели планирования и модели регулирования, и работа схемы повторяется, начиная с пересчета плана при новых параметрах производства. Работа А1 базируется на одном из методов оптимизации в условиях ДФ.

Далее рассматривается параметрическая адаптация. Описание системы адаптивного планирования начинается с уровня внутренней адаптации, несмотря на то, что первым по времени работает А2 и параметры, подстроенные А2, используются во всех операторах внутреннего уровня адаптации (рисунок 4).

Рисунок 4 - Многофункциональный системный адаптор в системе управления производством

Выполнение производственной программы описывается уравнением хы = Х(ху5 ,и",¿0), где Х(*) — некоторый оператор состояния процессов производства в момент времени гн+1 зависит от предыдущих состояний процессов производства регулирующих и" и ДФ г",<р",а также набора параметров процессов производства £. Как указывалось выше, под параметрами процессов производства подразумеваются: параметры внешней среды, параметры изготовляемого изделия и параметры производства, включая подсистему регулирования процессов производства. В общем случае оператор Х(•) может задаваться алгоритмически.

Подсистема планирования рассчитывает производственную программу в дискретные моменты времени 4 на период Дь Подсистема регулирования осуществляет контроль выполнения плановых заданий и вмешательство в процесс производства с целью стабилизации выходных показателей производства в дискретные моменты времени г„. При этом расчет производственной программы осуществляется по уравнению хк = Р(У" ,<2,а>"), где Р(-) — оператор (модель) расчета производственной программы: у") —учетные данные, полученные подсис-

темой учета; Q — набор показателей, характеризующий план Хк; со" - параметры модели планирования.

С помощью параметров а" =(<о]кп,со1п) учитываются особенности процессов производства, которые характеризуются набором параметров |.

Для этапа планирования процесс сбора и преобразования информации, осуществляемой подсистемой учета, следует описать так называемым сенсорным уравнением: у" = УП {х],х)~\ик~\г*~\(рк), где Уп(') - оператор, отражающий работу задач учета и нормирования, в частности, этим оператором учитываются и потери П, связанные с неоптимальным выполнением плана из-за ДФ, гк~\<рк-,ик~' - регулирующие воздействия, применяемые подсистемой регулирования для уменьшения влияния ДФ г/"1 на производственную программу; г/"' — контролируемые (учитываемые) ДФ, действующие в периоды ([/,,1,,/»])•

Учетные данные у° задаются в виде функций от времени. Производственная программа поступает в блок, в котором имитируется реализация плана. В результате имитации реализации плана формируются данные, совпадающие по содержанию с у". Некоторый 1-й вариант реализации производственной программы генерируется имитационной моделью, работа которой описывается уравнением у"+{] = И(у",£). где И(») — оператор; <ок =(«;",— параметры имитационной модели (подстраиваются А2); £ — равномерно распределенная на интервале [0, 1 ] случайная величина. у^Р является многомерным случайным процессом.

Таким образом, используя информацию можно подстраивать пара-

метры в операторе планирования Р. Подстройку параметров следует осуществлять по соотношению: <о\т = Ш(у£(/>, т\П(,)), / = 1,2,...; = а\пА, где IV! (•) — оператор, описывающий работу А1; и<}"11) - параметры, подстроенные по /-му варианту реализации плана; и1!",— параметры, полученные А1 при формировании плана в прошлом периоде.

Структурная адаптация выполняется при невозможности учета происходящих изменений средствами параметрической адаптации и заключается в изменении структуры механизма ИИКСУ относительно изменяющихся условий выполнения плана и классов моделируемых процессов производства. Выделяются два подхода к решению проблемы структурной адаптации. Первый — выбор модели из фиксированного множества моделей, наиболее адекватно описывающие процессы производства, второй — конструирование моделей с требуемыми свойствами на основании некоторых элементарных составляющих модели. По сравнению с первым подходом второй обеспечивает более гибкую и точную настройку структуры механизма ИИКСУ к изменениям процессов производства при минимальном участии разработчиков ИИКСУ.

Для обеспечения интеграции технологического оборудования в информационно-коммуникационной сети производства предлагается вариант подключения к

сети станков с ЧПУ в CAD/CAM-системы, которая внедрена и успешно работает в различных вариантах на многих предприятиях. Эта технология реализуется в ЗАО «Авиастар-СП», где специалисты отказались от «островной» автоматизации и целенаправленно проводят политику создания сбалансированного производства со сквозной компьютеризированной технологией создания изделий авиационной техники от их проектирования до утилизации.

Корпоративная сеть ЗАО «Авиастар-СП» содержит многие сотни рабочих станций и персональных компьютеров. Полноправными участниками этой сети являются и станки с ЧПУ как финишное звено цепи «проектирование-производство». Причем, персональные компьютеры (ПК), к которым подключены станки, работают в сети по протоколам TCP/IP, а станки с этими ПК работают-по протоколам «DNC» и не несут нагрузки на общую сеть, не зависят от каких-либо коллизий общих сетей.

Для интегрирования всех компонентов ИИКСУ при разработке УП, использованы элементы теории массового обслуживания, теория систем и функциональных схем, преобразования Лапласа-Стильтьеса, П-анализа и др.

Таким образом, при организации процесса разработки УП обработки детали, в работе сформулированы определения, разработаны математические модели, обозначены технологические операторы, обеспечено описание инструмента, выделены параметры обработки с коррекцией, приведены штатные примеры по проектированию эмуляторов УП.

Четвертая глава посвящена вопросам создания интегрированной информационной среды на этапе эксплуатации ВС, которая включает совокупность взаимодействующих структур и средств технического обслуживания и ремонта, инженерно-технического состава, соответствующей программы (регламента) технического обслуживания, обеспечивающих поддержку ЖЦ изделия.

Математические методы оценки состояния функциональных систем (ФС) ВС в эксплуатации, регистрация эксплуатационных характеристик в БД ИИКСУ эксплуатацией, позволяют оперативно реагировать на изменяемые параметры элементов ФС от различных случайных факторов и своевременно принимать меры по восстановлению нормативных характеристик ФС и обеспечить продолжительный период их эксплуатации.

Полетная информация, в части исправности работы ВС, обрабатывается в авиакомпаниях программой «Альфа-СНОИ» и включает: экспресс-анализ; параметрический контроль; трендовый анализ. Полученная интегрированная информация обеспечивает средствами ИИКСУ проверку достоверности каждого сообщения об отказах, выполнение визуального анализа графической информации по изменениям параметров ВС, делает заключение об «исправности/неисправности» ВС и обеспечивает прогнозирование технического состояния ВС.

Эффективное использование бортовых диагностических подсистем («БАСК»), работающих в тесной связи с наземными диагностическими подсистемами («МОНСТР»), позволяют провести оценку исправности, работоспособности и поиск неисправностей, что обеспечивает проведение диагностирования с минимальными затратами времени и средств.

Оптимальная форма применения методов и средств диагностирования достига-

ется в результате разработки и объединения этих методов и средств в определенную интегральную систему диагностирования, решает задачи по обнаружению неисправности до узла и оценивает тенденции изменения состояния агрегатов ВС.

Другим способом регистрации неисправностей при эксплуатации ВС является база данных учета неисправностей. На их основе базируются методики вычисления Х(1) (оценка интенсивности отказов) и со(0 (оценка параметра потока отказов) по эксплуатационным сведениям.

Статистическая оценка интенсивности отказов агрегатов определяется следующим образом

я,. = я(<)=„; (л/)Д<;., (1)

где, п\ (д() - число первых отказов в интервале [;Д/,(/ + 1)д4 N1 - число ВС, работавших в этом интервале; - наработка в ;'-м интервале тех ВС, на которых отказов еще не было.

Для того чтобы выяснить, является ли отказ агрегата первым, определить число первых отказов в интервале и правильно подсчитать необходимо вести наблюдение за каждым ВС с начала его эксплуатации. Отсюда следует, что независимо от того, за какой календарный период времени подсчитывается 'Щ, необходимо обрабатывать всю статистику об отказах с начала эксплуатации. В условиях создания интегрированной информационной среды, для оценки технического состояния агрегатов ВС формирование статистических данных об отказах следует быть организовывать в базе данных.

С учетом того, что парк эксплуатируемых ВС изменяется с учетом наработки узлов на отказ, оценку параметра потока отказов в работе предлагается проводить по формуле

<«(/) = «, (2)

где и,(Д<) - число отказов агрегата в интервале наработки [/дг,(( + 1)дг];

т - число однотипных агрегатов, устанавливаемых на одном ВС;

N1 - число ВС, работавших в этом интервале; /у — наработка агрегата с номером j в интервале [/Д/,(; + 1)Д/].

При этом алгоритм вычисления ц при реализации его на ПК выглядит следующим образом:

= Д/, если 1" < ¡М и > (/ + 1)Дг; ^ = 1'; - Ш, если ^ >т и ¡4 <е [/Л/,(| + 1)Л/];

(„ = - <", если ¡4 е [|Д(,(; + 1)д4и г* е [¿дг.О' + 1)д<]; (3)

^ = (| + 1)д< - <", если I" 6 [;Д(, (/ + 1)д^ И Г* > (/ + 1)д/; = 0, если > (/ + 1)Д/; или < Ш.

Одновременно с проверкой условий алгоритма подсчитывается число М. Точность подсчета А', изависит от числа полученных неисправностей. С доверительной вероятностью 0,9 погрешность не превысит 5%, если расчет наработок проводится по 2000-3000 сообщениям о неисправностях.

Длина интервала N, выбирается из соображений достаточности величины для получения достоверной оценки &>,. Практически, чтобы было около 10, интервал At должен быть не меньше нескольких сотен часов. Величину At не следует брать менее 300 ч с учетом полной выявляемое™ отказов лишь на регламентных работах. Таким образом, следует учитывать, что а)/, полученная по сведениям из эксплуатации, является ступенчатой функцией, заданной на ограниченном (около 20) числе интервалов. Ограниченность числа интервалов объясняется тем, что /т„ = TjAt, а межремонтный ресурс Тр для ВС составляет несколько тысяч часов.

На основании ряда методов расчета X(t) по эксплуатационным данным, применяемых для определенных агрегатов, в работе, исходя из анализа наработок на отказ исследуемого агрегата Тс и наработок, в течение которой проводились наблюдения, предложен метод расчета, где время наблюдения задано межремонтным ресурсом Тр. Характеристику надежности Тс следует рассчитывать предварительно по статистике, хранящейся в БД.

Если Тс / Тр< 0,7, то за время наблюдения удается получить достаточное количество сообщений об отказах при которых выйдет из строя большая часть агрегатов исследуемого типа. Интенсивность X(t) таких агрегатов хорошо подсчитыва-ется по первым их отказам с помощью приведенной формулы (1). Потеря сообщений о повторных отказах не приводит к значительному снижению точности определения Я,-.

Если, наоборот, за время наблюдения Тр приходит мало сообщений об отказах агрегатов исследуемого типа, то есть Тс/ Тр> 4, то для таких высоконадежных образцов авиационной техники следует принять X(t) = w(t).

В область между 4 < Тс / Тр <0,7 попадают агрегаты средней надежности. Для таких агрегатов не следует отказываться при расчете X(t) от сообщений о повторных отказах, так как это может существенно сказаться на точности оценки интенсивности.

Предложенная в работе методика вычисления X(t) рекомендуется при обработке сведений об отказах широкого состава агрегатов ВС. Расчеты, относящиеся к широкофюзеляжным самолетам, велись на ПК в диалоговом режиме. Оператор через видеотерминал вводит в ПК решение о способе подсчета X(t) после того, как снимает результаты вычисления TJTp для определенного агрегата. Среднее время, затрачиваемое на вычисление Тс, w(t) и X(t) по массиву исходных данных, содержащему сведения по учету неисправностей, составляло 5-7 сек. Из всех исследуемых агрегатов порядка 25% попадают в группу объектов средней надежности, для которых целесообразно вычислять X(t) подбором параметров. Хотя агрегаты средней и низкой надежности составляют менее трети всех агрегатов, на них приходится более 75 % всех отказов. Следовательно, именно они во многом определяют уровень надежности ВС в целом, и им следует уделить наибольшее внимание при анализе надежности ВС и назначении системы его технического обслуживания.

Параметры, определяющие интенсивность отказов некоторых стареющих агрегатов, даны в таблице 1. Наибольшее число стареющих агрегатов выявлено в механических элементах и радиоэлектронном оборудовании.

Таблица 1

Параметры интенснвности отказов функциональных систем ВС

Система Агрегат Результаты расчетов

Тс/Тр л,-ю-4, л, - ю-6, Ь, ч лп.х

ч-' -2 Ч л>

Планер Обшивка воздухозаборника, 0,67 6,7 1,47 750 4,2

гондолы двигателя 1,8 0,69 730 7,5

Соединение трубопроводов 0,72 0,5 0,8 500 31

Створка шасси 1,7 0,21 0,32 1470 14

Электро- и Тормозная система 7,1 1800 5,1

радиооборудо- Турбохолодильник 0,47 1,4 0,75 1200 29

вание Гидросистемы 1,9 0,25 0,7 550 35

Генераторы 2,7 0.3 1,7

Электродвигатели 1000 22

Приборное Лентопротяжный механизм ре- 1.8 0,86 3,1 720 28

оборудование гистратора 0,8 500 27

Приборы контроля двигателя 1,4 1,2

Пилотажно-навигационные 1,5 0,4 6 1700 28

Указатель топливомера 1.3 1,4

Таким образом, практическое использование модели (1) дает хорошие результаты и удовлетворительную точность вычисления Щ для крупных агрегатов и систем наиболее распространенных типов ВС. Более полно использовать для получения Я(1) информацию, поступающую из авиакомпаний, удается, если вычислить интенсивность отказов на основании оценок параметра потока отказов а>(().

В пятой главе предлагается методология формирования интегральных показателей надежности и безопасности полетов ВС, необходимых для решения задач повышения качества и точности планирования эксплуатационных параметров ВС, для чего целесообразным следует считать расширение моделей планирования с учетом в них факторов неопределенности. Наиболее важный и достаточно сложный вопрос теории и практики исследования надежности ВС — выбор конкретных форм рекомендуемых для оценки показателей надежности. Основными моделями показателей надежности ВС, по опытным данным, являются модели параметрической, структурной и факторной надежности. В условиях эксплуатации и технического обслуживания показателем нормативных режимов работы ВС является эксплуатационная надежность ВС.

Структурную модель формирования реальной надежности ВС предлагается представить в виде

(4)

где Яд и Кф — обобщенные показатели проектной, производственной и функциональной надежности ВС соответственно.

Выражение (4) является фундаментальной моделью теории надежности сложных изделий, на ее основе строятся все теоретические и практические исследования по определению, контролю и обеспечению надежности ВС на всех их стадиях разработки, производства и эксплуатации.

Данная модель позволяет разделить ответственность пользователя, разработчика и производителя за надежность ВС: разработчик несет ответственность за проектную надежность, изготовитель - за производственную, эксплуатант - за

функциональную (эксплуатационную). Такое разделение ответственности позволяет построить интегрированную систему управления надежностью ВС на уровне тесного взаимодействия всех участников жизненного цикла ВС.

При определении точечных оценок показателей производственной Rnp, эксплуатационной Яэ и проектной Nn надежности ВС находят также точечные оценки их средних квадратических отклонений a„Pit, сг%, <ги.

Для показателя производственной надежности Rn предлагается записать

Rnp = RcmRmRmxRDI), (5)

где Rn = Р(В), Rcm = P(Bj), Rnp = Р(В2/В,), Rmx = Р(В}/В,В2) и RM =Р(В/В,В2В3) — интегрированные показатели производственной, структурной, технической, технологической надежности и надежности эксплуатационной документации соответственно. Среднее квадратическое отклонение оценки интегрированного показателя производственной надежности ВС Rnp следует определять по формуле:

<rv. = Rttf +« !Rl) + {alu + /Л^), (6)

где о-Ял,о-^т,сгЛпр,о-;(гу,сгЛэл —средние квадратические отклонения, характеризующие

точность определения точечных оценок показателей RnP, Rcm Rm, Rmx и RM соответственно.

Математические модели интегрированного показателя эксплуатационной надежности системы R(!> в работе представлены в соответствии со структурой и технологией процесса эксплуатации ВС. При этом обобщенный показатель эксплуатационной надежности ВС (надежности эксплуатации) будет:

R =R3 =Р(В/Н1Н2Н3)Р(Н,)Р(Н2/Н,)Р(Н/Н,Н2). (7)

Введя обозначения K/tJ=P(Hi); Р(хп)-=Р(Н2/Н1); РФ=Р(В); P(tnp)=P(B/H1H2H3)P(H3/HiH2) и подставляя их в выражение (7) получаем

РФ=Кг(13)Р(хп)Р(хПР), (8)

где K/tJ — вероятность нахождения ВС в состоянии установленной готовности в момент получения разрешения на его эксплуатацию - интегральный показатель технической готовности ВС в период поддержания установленной готовности; Р(тц) — вероятность подготовки ВС к эксплуатации за время т < тГ! при условии, что в момент времени t3 ВС находится в состоянии установленной готовности -интегральный показатель надежности подготовки ВС к эксплуатации; Р(тпр) - вероятность обеспечения требований функционирования ВС, установленных ЭТД, на этапе эксплуатации в течение времени т„р - интегральный показатель надежности ВС в период эксплуатации.

В работе приводятся математические модели формирования и другие необходимые показатели эксплуатационной надежности ВС, в том числе интегральный показатель технической готовности ВС.

Снижение установленной готовности ВС предусматривает необходимость устранения отказов отдельных функциональных систем ВС, исправность которых контролируют в период Тпр, а также необходимостью проведения планового ТО продолжительностью Тс„. Очевидно, плановое снижение исходной готовности при проведении обслуживания по продолжительности и времени проведения не случайно (обычно Т„ = const и Тс„ = const). При этом интегральный показатель техни-

ческой готовности ВС с комбинированным обслуживанием представляется в виде: [О nput,<z[Tcn],

где КпОз) — вероятность того, что ВС имеет установленную готовность при условии поступления разрешения на эксплуатацию в интервале времени Тп.

Интегральный показатель надежности эксплуатационного обеспечения ВС. В период эксплуатации ВС выполняет возложенные на него функции. Основная задача в этот период эксплуатации — сохранение работоспособности ВС на заданном уровне, то есть обеспечение полной реализации производственной надежности ВС в течение всего периода эксплуатации тПр.

Безотказность функционирования ВС в течение периода гпр есть событие Я модель которого представляется в виде

H=H3D, (10)

где D - событие, означающее безотказность ВС в эксплуатации в течение периода Tffi>-

Применив правило определения вероятности, получаем Р(Н) = P(H3/D)P(D), (11)

где Р(Н) — полная вероятность безотказного функционирования ВС в течение периода тпр', P(H/D) - условная вероятность безотказного функционирования ВС, определяемая при условии безотказного функционирования ВС в эксплуатации; P(D) — полная вероятность безотказного функционирования ВС в эксплуатации в течение периода тпг.

Для вычисления рассмотренных показателей и их средних квадратических отклонений в работе предлагаются аналитические и статистические методы.

На основе приведенных показателей описана процедура контроля надежности ВС, которая необходима на различных стадиях: проектирования и конструкторской отработки функциональных систем ВС при их изготовлении, монтажа, испытаний, приемки и ввода в эксплуатацию ВС.

Общие требования, предъявляемые к методам контроля надежности ВС и его ФС — точность, достоверность и экономичность.

Система контроля надежности ВС строится в соответствии с ее характером и принятой системой показателей надежности. Так, если интегральный показатель надежности системы представлен в виде:

R=R(Pi),i = , (12)

где Pj — интегральные показатели надежности, то основными контролируемыми параметрами являются именно эти показатели. При любом контроле надежности реализуются следующие отношения:

{Р?}-+{Р,ф};1=йИ. (13)

где PiH,P,0 — нормативное и фактическое значения показателя надежности. Модель означает, что в процессе контроля должна быть определена степень соответствия фактических значений показателей нормативным. Если известны точные значения показателей Р? и Р,Ф, то практическая реализация этой модели сводится к реализации системы равенств

Р?=Р"; ¿=1Я (14)

или неравенств

Рин<Р,ф<Р,2Н; <=1Я (15)

где РцИ и Рц11 — нижний и верхний пределы допустимых значений показателей Р„ которые установлены точно.

Таким образом, приведенные обобщенные количественные показатели дают исходную информацию для принятия решений. Окончательное решение об оценке надежности и техническом состоянии ВС и их дальнейшей эксплуатации принимается с учетом множества других факторов, не поддающихся формализации и количественной оценке.

В шестой главе рассмотрены методы и средства повышения уровня безопасности полетов и эффективности технической эксплуатации ВС, базирующиеся на использовании статистической информации о ВС. Для организации единого банка данных, включающего статистическую и оперативную информацию по проектированию, изготовлению и эксплуатации ВС ЗАО «Авиастар-СП» обеспечивает сбор, хранение и передачу этой информации участникам жизненного цикла ВС на уровне совокупности показателей для оценки состояния ВС, а также для обеспечения своевременного принятия решений по повышению уровня безопасности полетов, надежности и эффективности эксплуатационных параметров ВС.

В работе дана характеристика базы данных («Состав изделия») - важнейшего элемента ИИКСУ, которая отвечает следующим требованиям:

- оперативно предоставлять полную, достоверную и своевременную информацию для реализации всех расчетов и процессов принятия решений в функциональных подсистемах ИИКСУ с минимумом затрат на ее сбор, хранение, поиск, обработку и передачу;

- обеспечивать взаимную увязку задач функциональных подсистем на основе однозначного формализованного описания их входов и выходов на уровне показателей и документов;

- предусматривать эффективную организацию хранения и поиска данных, позволяющих формировать данные в рабочие массивы под регламентированные задачи и функционировать в режиме информационно-справочного обслуживания;

- в процессе решения производственных и экономических задач обеспечивать совместную работу управленческих работников в среде ИИКСУ в режиме диалога.

Определение качественных и количественных характеристик надежности базируется на статистических данных об отказах и неисправностях ВС выявленных в полете и других эксплуатационных режимах. В сборе, обработке и анализе этой информации принимают участие авиакомпании, конструкторские бюро, научно-исследовательские организации и поставщики ВС, обеспечивая интеграцию информационных потоков о состоянии ВС и логистическую поддержку в их жизненном цикле.

Следует отметить, что «островные» автоматизированные задачи проектировщиков, изготовителей и пользователей ВС не составляют единство информационных ресурсов для обеспечения мониторинга технического состояния ВС и целостного представления об эксплуатационном ресурсе ВС, определяемого воздействием внутренних и внешних факторов на производственную деятельность ВС. Поэтому в работе предлагается интегрированный подход к разработке системы

управления воздушным транспортом и привлечения методов, рассматривающих эту систему в целом. Интеграция означает, что, помимо большого набора моделей и данных, имеется некоторая концепция и методология, оптимально их объединяющая.

Особое внимание в работе уделяется проблеме безопасности полетов и оперативному управлению эффективностью ВС с целью достижения заданных уровней сокращения простоев, затрат труда и средств при выполнении требований по безопасности и регулярности полетов.

Уровень безопасности полетов (УБП) можно представить следующим образом: УБП = /{Ф\, <£>2 > ■ • • > Фц ) > гДе Ф - факторы, влияющие на безопасность полетов. С другой стороны УБП = 1 - (¿к .

УБП можно заменить оценкой влияния факторов на вероятность авиационного происшествия (АП). При построении зависимости необходимо, чтобы было количественное выражение между УБП и факторами

убп=(1 - б, 2) - (I - )=&<,- а,=р2-р\> > &2 \ =1" , РК1 = 1 - -

где (¿К[ - вероятность АП для 1-го случая;

Qк - вероятность АП для 2-го случая. По теореме Лагранжа можно записать:

дубя = р2 - р, = о, - <2К1 = [(ф, - Ф2),

(дУБП [ 5Ф

В общем случае формулу приращения ДУБП можно выразить через ряд Тейлора с точностью до членов первого порядка:

дФ

= к.

д убп=£

'дУБП

/=1

дФ,

ДФ;

где / - номер фактора.

Таким образом, при оперативном управлении эксплуатацией ВС оптимизируются показатели безопасности полетов, эффективности эксплуатации, определяющие безотказность функциональных систем ВС, регулярность полетов, эффективность использования и экономичность эксплуатации ВС (рисунок 5).

Для обеспечения цели и задач оперативного управления необходима интеграция функциональной, организационной и информационной структур системы управления, которая устанавливает:

• органы управления, их подчиненность, структура и состав решаемых задач;

• способы и алгоритмы управления;

• информационные потоки;

• способы и средства обработки и анализа информации.

Кроме этого необходимо иметь плановые (базовые или нормативные) значе-

ния показателей для установленных критериев эффективности эксплуатации.

План повышения эффективности эксплуатации при оперативном управлении представляет ежемесячное плановое значение относительного показателя эффективности п„л и является директивным. В процессе оперативного управления эффективность эксплуатации постоянно контролируется (где производится оценка показателей эффективности эксплуатации П ) и производится сравнение Ппл и П , после чего выполняется анализ эффективности эксплуатации.

Рисунок 5. Блок-схема оперативного обеспечения безопасности полетов и управления эффективностью эксплуатации ВС

В случае отклонения от плана вырабатывается или управляющее воздействие по поддержанию эффективности эксплуатации или предложения по корректировке плана.

Основную информационную базу при выполнении анализа эффективности эксплуатации в оперативном управлении результатами работы авиакомпании составляют:

- нормативно-справочные документы (плановое задание по повышению эффективности эксплуатации, нормативы простоя ВС на ТОиР, нормативы расходо-

вания запасных частей, материалов, ГСМ и электроэнергии, регламент и технология ТОиР, нормы времени на замену агрегатов); техническое описание и инструкции, руководство по летной эксплуатации;

- рабочая документации, используемая при ТОиР (карта-наряд на ТОиР, бортовой журнал самолета, карточки учета неисправностей); сведения, содержащиеся в отчете АТБ о трудоемкости ТОиР и отчете планово-экономического отдела о выполнении производственного плана.

Экономичность эксплуатации ВС характеризуется затратами трудовых, топливно-энергетических и материальных ресурсов на единицу ВС при ТОиР. Затраты на эти виды работ входят составной частью в себестоимость перевозок.

Не менее важной характеристикой, определяющей уровень эксплуатационных расходов, является экономичность самой конструкции ВС, которая оценивается при производстве и эксплуатации обобщенным показателем экономичности Кэ. Этот показатель определяется как отношение суммарных затрат на производство ТОиР, приходящихся на один час налета, к массе конструкции ВС:

Сн+А-^п+С^)^

где Сн - стоимость нового ВС, руб.; Судто и Судр - удельные затраты на техническое обслуживание и ремонт соответственно, руб/ч налета; А — назначенный ресурс ВС, ч; Со — масса конструкции ВС.

Для ВС с различной массой конструкции значения Кэ - различные величины. С увеличением во показатель Кэ уменьшается (экономичность конструкции растет). Таким образом, возникает задача установления нормативных величин Кэ в зависимости от массы конструкции Со, необходимых для оценки экономичности конструкций различных типов ВС.

В работе отмечено, что в условиях нестабильности полетов по разным причинам (отсутствие топлива, снижение спроса на перевозки, социально-экономическая или кризисная ситуация в отрасли, стране и т. д.) требуется постоянное проведение мониторинга состояния ВС, изменения графиков проведения профилактических работ, пересмотра плановых заданий, а эти обстоятельства, соответственно затрудняют проведения своевременного ТОиР, и снижают надежность функциональных систем ВС при их эксплуатации.

Определение годового экономического эффекта от снижения простоя проводится согласно «Положению о стимулировании повышения эффективности ТОиР ВС» и рассчитывается следующим образом:

Эк, ={к*-кг)-кг-пх:-н~-зш, (17)

где Э кп - экономический эффект от сокращения простоев самолетов на ТОиР в случае использования высвобождаемого времени для увеличения налета, руб; Кп - удельные простои самолетного парка; Ки - коэффициент использования самолетного парка; Плч - прибыль от одного летного часа, руб; Н - годовой налет парка; 3 вн - затраты на внедрение.

Индексы: «Б» - относятся к показателям базового периода (например, предшествующего внедрению года); «отч» - относятся к показателям отчетного года (года внедрения).

Деятельность ИАС АТБ, как правило, направлена на разработку и внедрение предложений по снижению влияния перечисленных выше факторов, что приводит к повышению экономичности эксплуатации. Годовой экономический эффект от внедрения таких предложений рассчитывается: от снижения удельных трудозатрат:

Э,, = -КГ)-С°:: -Н-" ~Зт, (18)

где Э кт - экономический эффект от снижения затрат труда от ТОиР, руб.; Кт -удельные трудозатраты на ТОиР; Снг - средняя зарплата за 1 нормо-час, руб.; от снижения удельных материальных затрат, Кип - коэффициент уровня информатизации этапа эксплуатации ВС.

Эк,=№-КГ)-Н~'-Н--Звн, (19)

где Э кс - экономический эффект от сокращения материальных затрат на ТОиР, руб.; Кс - удельные материальные затраты на ТОиР.

Таким образом, в работе предлагается повышать эффективность ТОиР за счет:

- определения наиболее значимых состояний эксплуатации ВС;

- анализа изменений относительных показателей эффективности технической эксплуатации и изменений затрат в значимых состояниях;

- определения возможных организационных и технических мероприятий и путем инженерных расчетов определять относительные значения сокращения затрат времени, трудоемкости и стоимости /'-го состояния эксплуатации ВС.

Следовательно, основные задачи авиакомпаний по обеспечению безопасности полетов и повышению эксплуатационных характеристик ВС должны быть направлены на совершенствование методов эксплуатации ВС в полете и на земле для сокращения затрат времени и трудоемкости регламентных работ.

В работе разработана методика оценки синергетического эффекта интеграции участников создания и эксплуатации сложных изделий.

Основная задача методики заключается в описании одного из возможных путей определения потенциальной эффективности интеграции. На основе современных подходов к классификации синергетических эффектов от интеграции, а также известных методов оценки эффективности инвестиций предложена методика оценки операционной синергии, возникающей при создании единой информационной среды в электронной форме для всех участников ЖЦИ с использованием территоральных вычислительных сетей, глобальной сети Internet, исключающих человека в качестве главного информационного канала при передаче данных по этапам ЖЦИ. Практическая апробация данной модели подтверждает преимущества, такие как простота применения, универсальность и сравнительная точность расчетов.

В рамках процессного подхода к интеграции, принято разделять стадии, для каждой из которых необходима соответствующая методологическая база.

Анализ источников показал, что большинство исследователей процесса интеграции сходятся на первичности определения стратегии интеграции. На данном этапе, определяются цели интеграции и пути их достижения. На следующих этапах, определяются конкретные исполнители соответствующих этапов.

Существующие на сегодняшний день методики оценки можно условно разделить на две категории: расчетные модели и описательные модели. Расчетные модели предлагают математический аппарат для оценки каждого участника этапа интеграции, однако при этом остается неизвестным - откуда, и какого плана брать данные для расчетов.

Ответ на данный вопрос дает теория синергизма, согласно которой, за счет создания ИИКСУ ЖЦИ, возможно устранить, например, дублирование работ и за счет этого сократить издержки, а, следовательно, и увеличить денежные потоки. Кроме того, ИИКСУ ЖЦИ консолидирует активы, что дает возможность реализо-вывать более масштабные проекты, и получать дополнительные денежные потоки. Другая категория - это описательные модели. К ним можно отнести 8\УОТ-анализ, матрицы ВСС, АЭЬ, МсКшБеу, методику финансового анализа П. Гохана и другие. Все они дают обширную информационную базу, но, вместе с тем, не отвечают на вопрос - как ее применять.

В работе предпринята попытка сгладить разрыв между описательными и расчетными моделями, предложив путь, по которому возможно использовать информационную базу для конкретных расчетов. В качестве основополагающего тезиса выступает тот факт, что информационный поток объединенных участников ЖЦИ будет обеспечивать поступление данных для объективной оценки состояния авиационной техники и принятия управленческих решений при возникновении неблагоприятных ситуаций и устранение потенциальной опасности при отказах авиационной техники. Для целей исследования следует придерживаться подхода, предложенного консалтинговой компанией МсКтэеу. Согласно данному подходу си-нергетические эффекты можно условно подразделить на операционные, тактические и стратегические. В работе рассматриваются операционные синергетические эффекты.

Расчет операционных синергетических эффектов рассматривается для ЖЦИ, и в первую очередь для анализа безопасности полетов с выявлением опасных тенденций, обобщения опыта эксплуатации, расследования опасных отклонений, разработка мероприятий с целью предотвращения авиационных происшествий.

Методика расчета синергетического эффекта приводится на примере двух предприятий, взаимодействующих между собой в единой информационной среде.

Расчет суммарного общего операционного эффекта синергии осуществляется по следующей формуле:

<2о)

где СС%)ав^£ " суммарный общий операционный синергетический эффект информационной интеграции двух предприятий (А и В);

(5Л- )о8ч - общий эффект от сокращения издержек в результате информационной интеграции двух предприятий (Аи В);

(эуаз)о£1д - общий эффект информационной интеграции двух предприятий (Аи В); где 1 - количество функций управления, по которым производится расчет суммарного синергетического эффекта; к- эффекты по категории «сокращения издержек»;

т - эффекты по категории «информационная интеграция». При этом (5дз)в6:ч и (ЭУдд^,рассчитывается по следующим формулам. Формулы расчета общего эффекта от сокращения издержек в результате информационной интеграции двух предприятий:

= У (Ы? «^ + ($АВ) Л.. (Уа)£)

(21)

Формулы расчета общего эффекта информационной интеграции 2-х предприятий:

(ЭУАЗ)пби, = У

п=1 , (22)

где Э.-гп - эффект информационной интеграции типа т по функции ¡;

Расчет суммарного относительного операционного эффекта синергии осуществляется по следующим формулам:

! / к т \

(ЗЭАВ)5Т„ = £ \ +

и=1. я=х ', (23)

где (5Эаз)0Т>! - суммарный относительный операционный синергетический эффект информационной интеграции предприятий; (5ДЗ)0ТЯ - относительный эффект от сокращения издержек в результате информационной интеграции предприятий; (3,/АЗ )0Т„ - относительный эффект, полученный в результате информационной интеграции предприятий.

При этом значении (5дв)етм и (ЭУдз)ОТ}, рассчитываются по следующим формулам.

Формула расчета относительного эффекта, полученного от информационной интеграции двух предприятий в ИКС:

Ыт - У ((5ав X • V, + (5дз)Л.«(V,),)

Ы ' (24)

Формула расчета относительного эффекта, полученного в результате информационной интеграции двух предприятий в ИКС:

УЕ . (25)

Формулы расчета общего эффекта информационной интеграции 2-х предприятий

0V.sU, - У

& , (26) где Э:т - эффект информационной интеграции типа т по функции ;'.

Расчет суммарного относительного операционного эффекта синергии осуществляется по следующим формулам:

г / к ¡г*

(5Эаз)0ТН = £ (Х(5аз)огк + Т,{ЭУаз)от^ где (5Эдз)0.к - суммарный относительный операционный синергетический эффект

от информационной интеграции предприятий; (5дв)отн - относительный эффект от сокращения издержек в результате информационной интеграции предприятий; (ЭУ43)0ТИ - относительный эффект, полученный в результате информационной интеграции предприятий.

При этом значении С-^дв^стк и СЭ\'дв)втн рассчитываются по следующим формулам.

Формула расчета относительного эффекта, полученного от информационной интеграции двух предприятий в ИКС:

<&а)от* = У )р • V, + (5аз)л. * (УД)

(28)

Формула расчета относительного эффекта, полученного в результате информационного взаимодействия двух предприятий в ИКС:

V,

(эуав)сти = (эУ«)о8а *ТГ

. (29)

В работе проведен расчет относительного эффекта, полученного в результате объединения функции мониторинга технического состояния ВС двух авиапредприятий, который составил 6 430 тыс.у.е.

Аналогично рассчитываются показатели по всем другим функциям организации и управления техническим состоянием ВС. На основании полученных данных заполняется таблица расчетной модели оценки операционного синергетического эффекта. Данная методика расчета может стать актуальным инструментом оценки эффективности интеграции предприятий, так как она позволяет учесть максимальное число операционных мотивов, влияющих на эффективность интеграции, на основе универсальных показателей, данных, полученных из доступных источников.

Достижение данного целевого состояния требует существенного повышения эффективности перевозочного процесса и обеспечения безопасности полетов ВС, за счет реинжиниринга и синтеза нового поколения систем управления, в которых был бы реализован переход от автоматизации отдельных рутинных функций, к автоматизации интеллектуальных функций: анализу ситуации, выбору оптимального решения, расчетам с использованием моделей сложных систем.

ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Сформирована концепция построения интегрированной информационно-коммуникационной системы управления предприятием на примере авиастроительного комплекса, которая позволяет успешно решать задачи управления жизненным циклом авиационных изделий.

2. Предложена методология организации и развития информационных коммуникаций на предприятиях проектирующих, производящих и эксплуатирующих авиационную технику, которая обеспечивает согласованность управленческих решений при организации взаимодействия проектировщиков, производственников и эксплуатационников авиационной техники.

3. Созданы методы структурной и параметрической адаптации управления самолетостроительным предприятием, которые обеспечивают поддержку про-

цессов производства в условиях использования интегрированной информационной среды.

4. Разработан информационный инструментарий, являющийся средством поддержки технической эксплуатации изделий с учетом статистических и параметрических оценок их состояния.

5. Сформированы модели согласованного взаимодействия участников жизненного цикла авиационных изделий с учетом их функционирования в условиях единой информационной базы.

6. Разработан аппарат организации и развития информационно-коммуникационных среды для повышения надежности и управления безопасностью полетов в процессах проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий.

7. Предложена методика оценки синергетического эффекта информационной интеграции стадий проектирования, производства и эксплуатации изделий.

8. Разработаны и внедрены интегрированные автоматизированные комплексы задач в заготовительно-штамповочном, механосборочном и агрегатно-сборочном производствах самолетостроительного предприятия.

9. Предложена форма кадрового сопровождения ЖЦИ на основе структурного, инструментального и учебно-научного анализа проектирования, производства и эксплуатации изделий.

Основные положения диссертации опубликованы:

в монографиях

1. Махитько, В.П. Интегрированная информационно-коммуникационная система логистической поддержки технической эксплуатации воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько // Монография: Изд. УВАУ ГА, Ульяновск, 2008. - 293с.

2. Махитько, В.П. Интегрированная информационно-коммуникационная система проектирования и производства воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько // Монография: Издательство Самарского научного центра РАН, 2009. - 384 с.

в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК Министерства образования и науки России

3. Махитько, В.П. Интегрированные технологии проектирования изготовления авиационной техники [Текст] / В.П. Махитько, И.С. Кононыхина, П.А. Титов // Известия Самарского научного центра РАН. Спец. вып.: Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2006. - Т1. - С.103-107.

4. Махитько, В.П. Механизм сбалансированных показателей самолетостроительного предприятия [Текст] / В.П. Махитько, Т.В. Денисова// Известия Самарского научного центра РАН. Спец. вып.: Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2006. - Т1. - С.108-111.

5. Махитько, В.П. Интегрированная информационно-коммуникационная система управления техническим обслуживанием и ремонтом воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, Ф.Е. Ляшко // Проблемы машиностроения и автоматизации, 2007. №2 С. 73-79.

6. Махитько, В.П. Интегральные показатели и критерии эффективности техниче-

ского обслуживания и ремонта воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, О.Ф. Соколова // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып. Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007. - Т2. - С. 118-124.

7. Махитько, В.П. Интегрированные технологии проектирования и изготовления авиационной техники [Текст] / В.П. Махитько, И.В. Кононыхина, П.А. Титов // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып. Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007. - Т2. - С. 113-117.

8. Махитько, В.П. Модель оптимизации системы обеспечения воздушных судов ЗИП [Текст] / В.П. Махитько, Ф.Е. Ляшко // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып. Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007.-Т2.-С.104-112.

9. Махитько, В.П. Методы обеспечения надежности при техническом обслуживании и ремонте воздушных судов [Текст] /В.П. Махитько, С.М. Степанов, Д.С. Степанов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. Серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, 2007. - № 122. - С.45-49.

]0. Махитько, В.П. Параметрическая модель надежности функциональных систем воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. Серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, 2007. - № 122. - С.50-55.

11. Махитько, В.П. Интегрированные информационные технологии в самолетостроительном производстве [Текст] / Махитько В.П., Чернявский Н.А. Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: 50 лет содружества науки УлГТУ и машиностроения, 2008.-С. 124-131.

12. Махитько, В.П. Модель диагностирования технического состояния воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, А.Г. Карасева, Д.О. Фролов // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: 50 лет содружества науки УлГТУ и машиностроения. 2008. - С. 115-123.

13. Махитько, В.П. Повышение эффективности предприятий на основе сбалансированных показателей [Текст] / Р.Н. Шумчук, В.П. Махитько // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: 50 лет содружества науки УлГТУ и машиностроения, 2008. - С. 244-247.

14. Барвинок В.А. Концепция системы адаптивного управления самолетостроительным предприятием [Текст] / В.А. Барвинок, Ф.Е. Ляшко, В.П. Махитько // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: Четверть века изысканий и экспериментов по созданию уникальных технологий и материалов для авиаракетостроения УНТЦ-ФГУП-ВИАМ, 2008. - Т.1. - С.96-104.

15.Махитько, В.П. Методы формирования трудоемкости в системе адаптивного управления самолетостроительным производством [Текст] / В.П. Махитько, П.Ф. Мугин // Известия Самарского Научного центра РАН. Спец.вып.: Четверть века изысканий и экспериментов по созданию уникальных технологий и материалов для авиаракетостроения УНТЦ-ФГУП-ВИАМ, 2008. - Т1. - С.144-151.

16. Махитько, В.П. Количественная оценка объема оснащения производства изделий [Текст] / В.П. Махитько, Г.Л. Ривин // Известия Самарского Научного центра РАН. Спец.вып.: Четверть века изысканий и экспериментов по созданию уникальных

технологий и материалов для авиаракетостроения УНТЦ-ФГУП-ВИАМ, 2008. - Т.З. -С.102-113.

17. Махитько В.П. Методы расчета производственных циклов изделий [Текст] / Махитько В.П., Попов С.П., Горева Н.В. // Известия Самарского Научного центра РАН. Спец.вып.: Четверть века изысканий и экспериментов по созданию уникальных технологий и материалов для авиаракетостроения УНТЦ-ФГУП-ВИАМ, 2008. - Т.З. -С. 114-124.

18. Барвинок, В.А. Модель формирования темпов выпуска воздушных судов [Текст] / В.А. Барвинок, Ф.Е. Ляшко, В.П. Махитько // Известия Самарского Научного центра РАН. Спец.вып.: Четверть века изысканий и экспериментов по созданию уникальных технологий и материалов для авиаракетостроения УНТЦ-ФГУП-ВИАМ, 2008. - Т.2. - С.49-56.

19. Махитько, В.П. Интегральные показатели и критерии эффективности технического обслуживания и ремонта воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, О.Ф. Соколова // Известия Самарского научного центра РАН. // Спец.вып.: Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007. - Т.2. - С.118-124.

20. Махитько, В.П. Интегрированные технологии проектирования и изготовления авиационной техники [Текст] / В.П. Махитько, И.В.Кононыхина, П.А.Титов // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: Технологии,про-цессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007. - Т.2. - С.113-117.

21. Махитько, В.П. Модель оптимизации системы обеспечения воздушных судов ЗИП [Текст] / В.П. Махитько, Ф.Е. Ляшко // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: Технологии, процессы и системы в ходе их эволюционного развития, 2007. Т.2. - С.104-112.

22. Махитько, В.П. Методы обеспечения надежности при техническом обслуживании и ремонте воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, С.М.Степанов, Д.С. Степанов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. Серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, 2007. - № 122. - С. 45-49.

23.Махитько, В.П. Параметрическая модель надежности функциональных систем воздушных судов [Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. Серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, 2007. - № 122. - С. 50-55.

24. Махитько, В.П. Формирование трудоемкости изготовления изделий при изменениях конфигурации [Текст] / В.П. Махитько, И.Б.Сироткина, Р.Н. Шумчук // Известия Самарского научного центра РАН. Спец.вып.: Наследие А.Н.Туполева развивается и воплощается в жизнь, 2009. - С.122-130.

25. Шумчук, Р.Н. Механизм сбалансированной системы показателей на самолетостроительном предприятии [Текст] / Р.Н. Шумчук, В.П. Махитько // Известия Самарского научного центра РАН.: Спец.вып. Наследие А.Н.Туполева развивается и воплощается в жизнь, 2009. - С.135-140.

26. Махитько, В.П. Адаптация в интегрированные информационно-коммуникационные системы технологического оборудования с числовым программным управлением [Текст] / В.П. Махитько, И.Б. Сироткина // Известия Самарского научного центра РАН, 2010. - Вып. №4 (2) (36). Т. 12.- С.411-418.

27. Махитько, В.П. Процедуры управления интегрированными информационными ресурсами [Текст] / В.П. Махитько, H.A. Чернявский, Л.Б. Бажов // Известия Самарского научного центра РАН, 2010. - Вып. №4 (2) (36). T.12.- С.484-489.

28. Махитько, В.П. Анализ методологического инструментария информационно-коммуникационных систем [Текст] / В.П. Махитько, Р.Н.Шумчук, А.Н.Конев // Известия Самарского научного центра РАН, 2010 - Вып. №4 (2) (36).Т.12.- С.490-499.

и других гаданиях

29. Махитько, В.П. Параметрическая адаптация в управлении производством на предприятии [Текст] / В.П. Махитько // В кн.: Ученые записки. Экономические науки. - Ульяновск: УлГУ, 1998,- Вып. 2,4.1.-С.42-43.

30. Махитько, В.П. Адаптивный механизм антикризисного управления предприятием [Текст] / В.П. Махитько// Прогнозирование экономической конъюнктуры в системах маркетинга: Сборник трудов П-й Всероссийской научно-практической конференции. - Ульяновск: УлГУ, 1999. - 4.1. - С. 28-29.

31. Махитько, В.П. Параметрическая оценка системы управления производством [Текст] / В.П. Махитько // В кн.: Проблемы региональной экономики в условиях кризиса. Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции. Июнь 1999 г. - Самара, СГТУ. 1999. - С.45-46.

32. Махитько, В.П. Организационно-структурная адаптация предприятий в условиях кризиса [Текст] / В.П. Махитько// В кн.: Проблемы региональной экономики в условиях кризиса. Сборник трудов межвузовской научно-технической конференции. Июнь 1999 г. - Самара, СГТУ. 1999. - С.56-57.

33. Махитько, В.П. Модели адаптивной системы управления предприятием [Текст] / В.П. Махитько// Сборник материалов межвузовской научно-технической конференции. Октябрь 1999 г. - Ульяновск: УлГТУ. 1999. - С.31-32.

34. Коротнев, Г.И. Структурный механизм адаптации системы управления производством [Текст] / Г.И. Коротнев, В.П. Махитько // В кн.: Экономические науки: ученые записки. - Ульяновск: УлГУ, 1998. - вып. 2(3), 4.2. - С. 64-71.

35. Коротнев, Г.И. Организационно - структурная модель управления производством [Текст] / Г.И. Коротнев, В.П. Махитько// Сборник научных статей университета. Управление организационно-экономическими системами: моделирование взаимодействий, принятие решений. ИПУ РАН, СГАУ,- 2000 - С. 149-154

36. Коротнев, Г.И. Стратегия реструктуризации авиационного предприя-тия ОАО «Авиастар» [Текст] / Г.И. Коротнев, В.П. Махитько // Сборник научных статей университета. Управление организационно-экономическими системами: моделирование взаимодействий, принятие решений./ ИПУ РАН, СГАУ.- 2000 - С. 155-159

37. Махитько, В.П. Реструктуризация производства и оценка занятости на предприятии [Текст] /В.П. Махитько, А.Е.Лапин, Ю.С. Алексеев // Сборник научных трудов«Экономика и менеджмент на транспорте»/СПб. Изд.СПб ГИЭА.-2000-С.9-12.

38. Махитько, В.П. Производственная реструктуризация предприятия [Текст] / Махитько В.П. // Сборник трудов XXXIV научно-технической конференции. - Ульяновск: УлГТУ, 2000. - Ч.З. - С. 54-55.

39. Махитько, В.П. Механизм реструктуризации самолетостроительного производства [Текст] / В.П. Махитько // Сборник трудов XXXV научно-технической конференции. - Ульяновск: УлГТУ, 2001. - 4.4. - С. 36-37.

40. Махитько, В.П. Имитационная модель основного и функционального

производства [Текст] /В.П. Махитько // Новые технологии в авиастроении: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 2002. - С.34-36.

41. Валиуллова, A.B. Выбор рационального способа организационно-технического обеспечения производственного процесса на авиационном пред-приятии ОАО «Авиастар» [Текст] / A.B. Валиуллова, В.П. Махитько // Новые технологии в авиастроении: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 2002. - С.37-39.

42. Махитько, В.П. Моделирование механизма взаимодействия подразде-лений предприятия [Текст] / В.П. Махитько// Современные научно-технические проблемы транспорта России: Сборник материалов научно-технической конференции. - Ульяновск: УВАУ ГА.2002. - С.46-48.

43. Махитько, В.П. Формирование корпоративных связей самолетостроительного производства [Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов // Современные научно-технические проблемы транспорта России: Сборник материалов научно-технической конференции. - Ульяновск: УВАУ ГА. 2002. - С.50-52.

44. Махитько, В.П. Механизм организационной реструктуризации предприятия на базе CALS-технологий [Текст] / В.П. Махитько // Современный российский менеджмент. Состояние, проблемы, развитие: Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции. - Пенза: 2003. - С. 65-67.

45. Махитько, В.П. Технологическое проектирование изделий авиационной техники в системе CAD/CAM/CAE [Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов, С.П. Платонов // Современные проблемы машиностроения и транспорта. Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2003 -С.73-75.

46. Махитько, В.П. Информационная среда авиационного виртуального предприятия Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов, С.П. Платонов // Современные проблемы машиностроения и транспорта. Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2003 - С.76-79.

47. Махитько, В.П. Концепция стратегии производства авиационной техники [Текст] / В.П. Махитько, С.Д. Лобанов // Актуальные проблемы транспорта России: Труды Международной научно-практической конференции. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.-вып. 3.-С.32-33.

48. Махитько, В.П. Оперативная и стратегическая адаптация авиационного производства [Текст] / В.П. Махитько, A.A. Шумкина, И.Н. Маркарян // Современные технологии производства и управления: Сборник научных трудов научно-практической конференции. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - С. 254-258.

49. Махитько, В.П. Организационный и информационный механизм виртуального предприятия [Текст] / В.П. Махитько, И.Н. Маркарян // Современные технологии производства и управления: Сборник научных трудов научно-практической конференции. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - С. 258-262.

50. Махитько, В.П. Информационная безопасность предприятия [Текст] / Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: Материалы докладов международной научно-технической конференции, посвященной 35-летию со дня основания Университета. - М.: МГТУ ГА, 2006. - С.35-36.

51. Махитько, В.П. Концепция ИПИ-технологий в системе управления техническим обслуживанием воздушных судов [Текст] / Современные научно-технические проблемы транспорта: Сборник трудов IV международной научно-технической кон-

ференции. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2007. - С.63-68.

52. Махитько, В.П. Современные информационные технологии на самолетостроительном предприятии [Текст] / В.П. Махитько // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: Материалы докладов международной научно-технической конференции, посвященной 35-летию со дня основания Университета. - М.: МГТУ ГА, 2006. - С.74-75.

53. Махитько, В.П. Организационный механизм взаимодействия подразделений авиационного предприятия [Текст] / В.П. Махитько // Проблемы менеджмента и рынка: Сборник трудов международной научной конференции. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2003. - С.45-47.

54. Махитько, В.П. Модель виртуального предприятия в системе САЬ8-техно-логий [Текст] / В.П. Махитько // Проблемы менеджмента и рынка: Сборник трудов международной научной конференции. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2004. - С.73-76.

55. Махитько, В.П. Информационные технологии корпоративного бизнеса в рамках виртуальных предприятий [Текст] / В.П. Махитько // Автоматизация процессов управления: Научно-технический журнал. - ФНПЦ ОАО «НПО «Марс». Ульяновск: 2008.-№ 1. -С.105-110.

56. Махитько, В.П. Сбалансированная система показателей корпоративных предприятий [Текст]/Махитько В.П. / Автоматизация процессов управления: Научно-технический журнал.-ФНПЦ ОАО «НПО «Марс».Ульяновск: 2008.-№ 2 - С.112-118.

57. Махитько, В.П. Механизм определения трудоемкости изготовления сложных наукоемких изделий [Текст] / В.П. Махитько // Автоматизация процессов управления: Научно-технический журнал. - ФНПЦ ОАО «НПО «Марс». Ульяновск: 2008. - № 3. - С.75-82.

58. Махитько, В.П. Моделирование процессов производства в системе управления предприятием [Текст] / В.П. Махитько, И.Б. Сироткина // В кн.: Формирование промышленной политики при инновационном развитии экономики / Под ред. д-ра экон. наук, проф. А.В.Бабкина. - СПб.: Изд-во «Синтез Бук», 2008. - С.274-298.

59. Махитько, В.П. Модель формирования программ эксплуатации наукоемких изделий на основе аппарата теории массового обслуживания [Текст] / Махитько В.П. // Автоматизация процессов управления: Научно-технический журнал. - ФНПЦ ОАО «НПО «Марс». Ульяновск: 2009. -№ 1. - С.45-51.

60. Махитько В.П. Методы анализа и принятия решений при техническом обслуживании авиационных изделий [Текст] / Махитько В.П., Конев А.Н. // В кн.: Научный вестник УВАУ ГА (И). - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2009. - № 2. - С. 67-72.

61. Махитько, В.П. Методы технологического проектирования в системе информационной поддержки жизненного цикла авиационных изделий [Текст] / В.П. Махитько, А.Н. Конев // В кн.: Научный вестник УВАУ ГА (И). - Ульяновск: УВАУГА (И), 2009. - № 2. - С. 72-77.

Подписано в печать 12 января 2011 г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета 443086, Самара, Московское шоссе, 34, СГАУ

Ульяновское высшее авиационное училище Граэаданской авиации (институт)

На правах рукописи

05201150771 Махитько Вячеслав Петрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-

КОММУНИКАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Специальность 05.02.22 -Организация производства (машиностроение)

Диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ульяновск - 2010

- разработана методология организации и развития информационных коммуникаций на предприятиях проектирующих, производящих и эксплуатирующих авиационную технику, которая позволяет обеспечить согласованность управленческих решений в задачах проектирования, производства и эксплуатации;

- разработаны и описаны механизмы адаптации конструкторско-технологической поддержки производства изделий, в условиях меняющейся внешней и внутренней среды;

- предложена к применению типовая методика расчета трудоемкости, циклов и темпов изготовления изделий по видам работ, приведены расчеты оснащения для основных изделий предприятия;

- разработана концепция построения интегрированной информационно-коммуникационной системы управления производством на примере авиастроительного комплекса;

- предложены механизмы мониторинга эксплуатации воздушных судов для оценки их уровня надежности и безопасности полетов в условиях технического обслуживания и ремонта;

- разработан информационный инструментарий поддержки технической эксплуатации изделий на основе статистических и параметрических методов оценки их состояния;

созданы методы структурной и параметрической адаптации управления самолетостроительным предприятием, обеспечивающие поддержку процессов производства в условиях использования интегрированной информационной среды;

- разработаны модели координации согласованного взаимодействия предприятий-участников создающих авиационную технику в условиях единой информационной базы;

- сформирован аппарат организации и развития информационно-коммуникационной среды для повышения надежности и управления безопасностью полетов ВС в условиях проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий.

- предложены формы кадрового сопровождения жизненного цикла (ЖЦ) изделий путем непрерывного их функционального совершенствования на

эффективного приложения математических методов и применения вычислительной и организационной техники.

Предприятия аэрокосмической промышленности к настоящему времени в большинстве своем значительно потеряли квалифицированные кадры. Основными причинами этих потерь являются: уход работоспособных специалистов в другие сферы экономики; естественный уход по возрасту; снижение квалификации вследствие простоя, неполной загрузки, морального старения и износа материально-технической базы производства; снижение престижности профессий. В 90-е годы государство прекратило практику обязательного распределения молодых специалистов, а предприятия перестали формировать кадровый заказ и определять требования к инженерам. Многие предприятия аэрокосмической отрасли переживали известные трудности перестроечного периода и не имели возможностей восполнять свои кадры. Это привело к тому, что и профильные ВУЗы ослабили связи с промышленностью, сократили и ослабили практическую подготовку. Несмотря на то, что в подготовке стал проявляться существенный крен в область информационных технологий, уход от содержательной практики в сфере материального производства не позволял осваивать методы автоматизированного конструирования и технологического проектирования.

Для кадрового обеспечения возрождаемых предприятий аэрокосмического комплекса потребовались новые организационные формы учебно-научно-производственного процесса подготовки и переподготовки кадров, такие, как целевая контрактная профессиональная подготовка, обеспечивающая непрерывность образования, получение практической профессиональной подготовки и закрепление кадров на предприятии.

Наиболее эффективной формой интеграции научных, проектных, производственных и эксплуатационных предприятий и организаций, на современном этапе, являются научно-образовательно-производственные комплексы (НОПК), объединяющие подготовку кадров, проектирование, изготовление, эксплуатацию, а также сопровождение в процессе эксплуатации по техническому состоянию.

Таким НОПК, к примеру, для Ульяновска, стал по инициативе Правительства Ульяновской области научно-образовательно-производственный кластер «Ульяновск-Авиа». Кластер сформирован в

Корпорация

развития Ульяновской области,

Ульяновский областной технопарк

УТК, УлГУ, УлГТУ, УВАУГА

УНТЦ ВИАМ, Филиал КБ им А.Н.Туполева

Правительство Ульяновской

области

Бизнес-структуры (в т.ч. малый и средний бизнес)

Авиатранспортные предприятия

*

Образовательные учреждения ■ - ~ Проектные и исследовательски е организации

ОАК, Ростехнологии ОАО «Российская авиаприборостро ительная компания»

Миистерство тпп,

промышленности

и торговли РФ, РСПП

Министерство

обпазвания и

ВИАМ,

НИАТ, КБ им. А.Н. Туполева, ОАО «Авиационный комплекс им. С.В.Илюшина»

МАИ, МАТИ,

С ГАКУ, КГТУ

Зарубежны

е партнёры

Ш

Рисунок 1.4 Структура научно-образовательно-производственного кластера

«Ульяновск — Авиа» Взаимодействие с зарубежными научными, образовательными, финансовыми и промышленными организациями должно осуществляться как в направлении изучения и применения накопленного международного опыта, так и в части реализации совместных проектов: подготовка кадров; проведение совместных научных исследований, в т.ч. при поддержке зарубежных научных фондов; выполнение совместных разработок в области развития авиационных технологий и материалов; развитие инноваций и внедрение инновационных разработок; организация эффективной промышленной кооперация.

Авиационная отрасль является одной из самых сложных и наукоемких отраслей. Зарубежный опыт показывает, что эффективное развитие авиационной отрасли может быть обеспечено лишь за счёт комплексного решения производственных, конструкторских, научно-исследовательских задач, развития инновационного и образовательного потенциала.

для работы. Состав номенклатуры ЭМ отображается в «дереве» визуализатора.

6. Формирование технологической документации с учетом формы изделий. Данная функция обусловлена особенностью реализации новых проектов авиационной техники, предусматривающих помимо базовой конструкции создание различных модификаций и вариантов исполнения изделий. Поэтому требуется управлять конструкторской и технологической документацией под каждый серийный борт изделия в соответствии с требованиями конкретного заказчика, рассчитывать его стоимость и управлять процессами комплектации в процессе производства и эксплуатации.

Таким образом, на основании вышеизложенного следует, что:

1. Информация - сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые уменьшают имеющуюся неопределенность, неполноту знаний о них.

Под экономической информацией понимают совокупность сведений, отображающих состояние или определяющих изменение и развитие хозяйства страны, всех его звеньев и элементов. Эти сведения можно фиксировать, передавать, обрабатывать, храить и использовать в процессе планирования, учета, контроля, анализа на всех уровнях управления.

2. Информационные технологии, поддерживаемые информационной системой основывается на системе информации, первичным объектом которой является элемент информации. Предложенная классификация информации для целей интеграции делает возможным моделирование иерархии внутрифирменной информации, построение ИИКСУ ЖЦИ предприятиями-участниками. В качестве базового признака информации было определено ее качество, для оценки которого предложена комплексная характеристика, объединяющая в себе важнейшие признаки информации и поддающаяся описанию с помощью качественных и количественных показателей..

3. Для повышения образовательного и профессионального уровня кадров созданы предпосылки комплексного решения серьезной научно-образовательно-производственной и социально-