автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Разработка моделей и методов организации процессов проектирования и создания авиационных комплексов

Введение

Глава 1 Анализ состояния предприятий авиационной промышленности и стратегического потенциала Самарского региона.

1.1. Характеристика производственно-экономического состояния крупного промышленного производства в России.

1.2. Характеристика производственно-экономического состояния промышленности Самарского региона

Глава 2 Разработка моделей и методов организационного проектирования производственно-экономических систем на основе конструктивно-технического знания

2.1. Метод инженерных представлений

2.2.Представление технической системы, являющейся продуктом, в виде модели.

2.3. Расчет структурных характеристик модели.

Глава 3. Разработка моделей и методов организационного проектирования производственно-экономических систем на основе технологического знания

3.1. Логистический метод проектирования

3.1. Первая операция - построение дерева решений

3.2. Вторая операция — изображение материальных и информационных потоков в виде схемы

Глава 4 Интеграция разработанных моделей и методов в методику на основе системных представлений

4.1. Системный подход к проектированию организационных систем

4.2. Процедура построения модели промышленного комплекса

Глава 5 Внедрение результатов исследований в организацию авиационного комплекса Самарского региона

5.1. Анализ существующих структурных моделей авиационного комплекса Самарского региона.

5.2. Проектирование методом инженерных представлений

5.3. Проектирование логистическим методом.

5.4. Проектирование методом системных представлений

5.5. Оценка эффективности использования экономического потенциала 110 Выводы и результаты

Проблема обеспечения конкурентоспособности крупных производственных комплексов в период переходной экономики вызывает потребность в нестандартных подходах к проектированию их деятельности. Сложные многофакторные процессы, связанные со структурными изменениями в промышленности, быстро меняющейся экономической и правовой обстановкой, влиянием мирового рынка, вызывают необходимость в дифференциации методов проектирования сложных и дорогостоящих производственных комплексов, включая и проектирование их деятельности, а также формирование единой методической базы, обеспечивающей автоматизацию процессов проектирования. Методика проектирования должна обеспечивать быструю реакцию на постоянно изменяющуюся номенклатуру и ассортимент продукции, обеспечивая соблюдение принципа адекватности, в соответствии с которым, состав элементов, средств, методов и структура проектирования системы должны быть адекватны составу элементов и структуре продукта, создаваемого этой системой.

Таким образом, необходимо обеспечить должное диалектическое единство цели, заключающейся в удовлетворении общественных потребностей, путем обеспечения развития крупных промышленных комплексов, являющихся средством достижения этих целей. Этим средством и является сам промышленный комплекс. Постановка проблемы комплексности методологии с одной стороны и дифференциации методов проектирования с другой, определяет цель диссертации.

Цель работы - разработка методики проектирования авиационных комплексов, обеспечивающей эффективное их функционирование на всех этапах создания изделий. Разработка методов проектирования, объединение этих методов в единую методологию и создание на ее основе модели проектирования авиационных комплексов, является основной проблемой, решаемой в данной работе. Эта проблема решается путем ее декомпозиции на ряд задач:

• разработка метода организации проектирования авиастроительных комплексов на основе структурного анализа;

• формулировка логистического метода организационного проектирования авиастроительных комплексов, обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоков;

• разработка математической модели координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса;

• внедрение результатов исследования при реализации мероприятий по реструктуризации объектов авиастроения Самарской области.

Объектом исследования диссертации является комплекс авиационных предприятий, как система взаимосвязанных производственно-хозяйственных объектов, обладающих технологическим, топологическим, информационным, финансовым и организационным единством.

Предметом исследования являются модели и методы проектирования организационного взаимодействия авиационных предприятий, обеспечивающие их развитие как единого комплекса.

Методы исследования основываются на использовании аппаратов теории множеств, теории графов, методов математического моделирования и системного анализа.

Научная новизна заключается в следующем: разработан новый метод организации проектирования авиастроительного комплекса, на основе структурного анализа; сформулирован логистический метод проектирования обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоков; разработана математическая модель потоковых процессов, интегрирующая технологически связанные производства в единый комплекс;

- на базе теории активных систем разработана математическая модель координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса.

Практическое значение работы. В проекте «Реструктуризация авиационного сектора в Самаре», разработанном Европейским Союзом, использование материалов диссертации позволило сократить сроки проектных работ и снизить их стоимость, о чем составлен отзыв руководителя проекта. Разработки участвовали во Всероссийском конкурсе работ в научно-технической сфере, организованным Российским исследовательским научно-консультационным центром экспертизы совместно с министерством образования. По результатам конкурса в 2000 году автору диссертации присвоено звание федерального эксперта в научно-технической сфере. Предложенная в работе методика проектирования, теоретический аппарат и проектные решения нашли свое применение при проектировании структуры финансово-промышленной группы "Двигатели Н.К.". Материалы диссертации использованы при проектировании структуры совместного предприятия "СНТК им. Н.Д. Кузнецова" и фирмы "Siemens", а также при разработке инвестиционной программы "СНТК им. Н.Д. Кузнецова". Применение теоретических результатов диссертации позволяет решать задачи совершенствования организационных структур авиастроительных комплексов.

Основные теоретические и практические работы докладывались на научных семинарах факультета экономики и управления СГАУ «Управление организационно-экономическими системами» в 2002 - 2003 годах, на V юбилейной Всероссийской научной конференции: «Наука, бизнес, образование». - Самара: СГАУ, 2002 год, на Всероссийской научно-практической конференции: «Социально-экономическое развитие России в XXI веке». - Пенза, 2002 год.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Основное содержание диссертации освещено в монографии и шести статьях.

Структура диссертации продиктована логикой перехода от простого к сложному, от теории к практике.

1. Во введении изложены цели, задачи, описан объект и предмет исследования, научная новизна и апробация результатов работы, а также краткое изложение содержания диссертации. Объем введения четыре листа.

2. В первой главе анализируются процессы, протекающие в промышленности России, рассматриваются реально складывающаяся обстановка, описываются цели государственной политики и основные проблемы крупного промышленного производства.

Рассматривая авиационный комплекс как область производства, в которой темпы развития определяются объемом инвестиций в НИОКР, исследуется научно-техническая политика государства, зависимость успешности проекта от цены и доли НИОКР в ней, а также региональные инвестиционные рейтинги. Анализируются вопросы взаимодействия научно-технического, промышленного и организационного потенциалов Самарского региона.

3. Во второй главе:

Разрабатывается метод проектирования и структурного анализа промышленных комплексов на основе двух факторов - числа предприятий, входящих в комплекс и сложившихся связей между ними. Суть в том, что связи между предприятиями реализуют сложившиеся исторически отношения, а отношения могут быть заданы графом. Таким образом, структура системы может быть построена в виде графа. Этот граф может анализироваться на основе свойств отношений, расчета структурных характеристик, методом топологической декомпозиции. Кроме того, каждой базовой структуре компонентов технической системы на основе принципа адекватности строения, соответствует определенная организационная структура, которая на основе метода системного анализа может быть представлена как страта. Таким образом, может быть построена модель второго порядка, объединяющая комплексную структурную модель технической системы, построенную из базовых структур ее компонентов, и комплексную структурную модель организационной системы, построенную из структур, адекватных структурам компонентов технической системы, являющихся стратами организационной системы.

Метод может быть использован для построения информационного графа и анализа информационных потоков. В результате можно получить набор характеристик промышленного комплекса, позволяющий определить направления оптимизации его структуры на основе конструктивно-технического знания.

4. В третьей главе разрабатывается метод проектирования промышленного комплекса на основе логистического подхода. Суть метода в том, что процессы, протекающие в производственно-хозяйственной системе, моделируются на основе логических схем, концептуальной модели, диаграммных техник и математических зависимостей, описывающих потоки факторов производства. Это позволяет объединить все потоки в модель производственной динамики, построить производственную функцию, которая вместе с моделью производственной динамики позволяет создать имитационную модель, отражающую всю производственную деятельность системы в режиме реального времени. Этот метод позволяет стандартизировать проектные работы на основе пакетов программ.

Технология применения программ, позволяющих реализовать процессы проектирования за счет автоматизации, называется технологией CASE. Основным признаком этой технологии является поддержка методологии структурного анализа и проектирования. Достоинством метода является стандартизация результатов.

5. В четвертой главе разрабатывается комплексная модель проектной деятельности, основанная на системном подходе. Логистическое представление не полностью адекватно строению реального промышленного комплекса. Диаграммами нельзя пользоваться для описания промышленного комплекса в целом, так как все сводится к его операциональному представлению. Комплексная системная модель не сводит все процессы к одному, а в едином изображении представляет все многообразие процессов. Суть модели в том, что она объединяет в себе все рассмотренные методы проектирования.

На основе метода инженерных представлений можно разработать отдельные модели. Используя логистический метод, эти модели могут быть объединены на основе диаграммной техники в системный эталон, представляющий собой комплексную модель горизонтальной структуры.

Затем системные эталоны предприятий объединяются в комплексную модель вертикальной структуры.

Затем модели вертикальной и горизонтальной структуры объединяются в модель второго порядка.

Таким образом, разработанная модель позволяет осуществлять проектирование с различной степенью сложности, в зависимости от размеров и состава объектов, входящих в промышленный комплекс, автоматизировать процессы проектирования и обеспечить необходимый уровень качества проекта.

6. В пятой главе разработанная методика применяется для проектирования структуры авиационного комплекса Самарского региона. Горизонтальная модель отражает объединение структур, созданных на основе конструктивно-технического знания и на основе технологического знания. Вертикальная модель содержит объекты проектирования, определяемые территориальным, технологическим, информационным и финансовым единством. В рамках методики интегрируется комплекс систем, обеспечивающий проектирование, конструирование, серийное освоение и производство, эксплуатацию и утилизацию авиационной техники.

В заключении обобщаются результаты, которые могут быть достигнуты путем внедрения разработанной модели. Приводятся количественные характеристики, показывающие эффективность применения разработанной методики. Предлагаются стратегии развития организационного потенциала.

Выводы и результаты

1. Проведенный анализ состояния авиастроительных предприятий Самарской области, как типовых представителей отрасли, позволил сформулировать задачи и направления совершенствования организации их взаимодействия.

2. Разработан новый метод проектирования авиастроительных комплексов на основе структурного анализа.

3. Предложена формулировка логистического метода организационного проектирования авиастроительных комплексов, обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоков.

4. Разработана математическая модель потоковых процессов, интегрирующая технологически связанные производства в единый комплекс.

5. На базе теории активных систем разработана математическая модель координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса.

6. Разработанные методы и модели использованы при решении задач проектирования структуры и механизмов функционирования предприятий авиастроительного комплекса Самарского региона.

1. Авдеенко В.Н., Котлов В.А. Производственный потенциал промышленного предприятия. - М.: Экономика, 1989. - 239с.

2. Авдеенко В.Н., Сорокин Н.Т. Резервы ускорения: Интенсивное машиностроение и человеческий фактор. Ярославль: Верх.-Волжск, кн. изд-во, 1990. - 140с.

3. Агапцов С. А. Предпринимательский потенциал промышленности. -Волгоград: Перемена, 1997. 280с.

4. Амосенок Э.П., Бажанов В.А. Рыноччный потенциал машиностроения Российской Федерации. Фрагмент анализа. Новосибирск: Рос. АН. Сиб. отд-ие, Ин-т экономики и организации пром. пр-ва., 1994. - 21с.

5. Архипов В.М. Проектирование производственного потенциала объединений. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 135с.

6. Афанасьев М., Кузнецов П. Забытая амортизация// Вопросы экономики. -1996. № 11. - С. 105-119

7. Ашимбаев Т. А. Экономический потенциал и эффективность его использования. Алма-Ата: Наука, 1990. - 360с.

8. Большая Советская Энциклопедия. М, 1975. т. 20, 29 608с., 640с.

9. Борисов В. Ресурсно технологический потенциал машиностроения // Дело. - 1996. -№11. - С. 79-86

10. Бурыхин Б.С. Стимулирование трудового потенциала и трудового вклада работников управления. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1991. - 160с.

11. Гладышевский А.И. Формирование производственного потенциала: Анализ и прогнозирование. / Рос. акад. наук, Ин-т народнохоз. прогнозирования. М.: Наука, 1992. - 150с.

12. Горбунов А.Р. "Управление финансовыми потоками и оргпнизация финансовых служб предприятий, региональных администраций и банков". Издание 2-ое, М. Издательская фирма "Анкил".2000г. 224с.

13. Горохов В.Г. "методологический анализ системотехники." М. Радио исвязь, 1982г. 160с.

14. Гусева К. Регулирование инвестиционной деятельности в депрессивных регионах // Экономист, 1997, № 5. С.38-44.

15. Дежкина И.П., Сергеева И.А. Производственный потенциал как материальная база предприятия в системе рыночных отношений: Уч. пособ.- М.: Мое. Гос. индустриальный ун-т., 1997. 71с.

16. Демченко С.Г. Управление основным производством в рыночной экономике. Казань: Изд-во КФЭИ, 1996. - 136с.

17. Засканов В.Г. "Методология, модели и алгоримы синтеза эффективных внутрипроизводственных механизмов функционирования предприятий на основе согласованной координиции параметров промышленных комплексов: Дис., докт. Тех. Наук: 08.00.28.-Самара, 1996.

18. Засканов В.Г. Кутиков Н.И. Моделирование финансово-хозяйственной деятельности промышленных корпораций. В сб. Энергетические истемы, организация, управление, автоматизация. Самара, 1996г. с. 105-109.

19. Засухин А.Т. Интенсификация производства, и ее измерение // Российский экономический журнал. 1994. - № 12. - С. 56-65

20. Иванов И., Рогов С. Воспроизводство основных фндов и его инвестиционные истоники // Российский экономический журнал. 1995. - № 7. - С. 20-29

21. Игнатьев A.M. Рынок и стратегия развития предприятия. Спб.: Изд-во Санкт-Петербург, ун-т экономики и финансов, 1993. - 36с.

22. Инвестиционная политика и развитие машиностроительного комплекса капиталистических стран. М.: ИНИОН АН СССР, 1991. - 143с.

23. Калинченко Н.Н. Экономико-матиматическое моделирование в анализе материальных ресурсов// Автоматизация и современные технологии. 1992. - № 3. -С. 32-33

24. Калянов Г.Н. "CASE структурный системный анализ. Автоматизация и применением. ЛОРИ, 1996г. 242с.

25. Карпенко С.Н., Короткин Ю.Г. Применение методологии экспертныхсистем для оценки ресурса машиностроительных изделий на стадии эксплуатации // Прикладные проблемы прочности и пластичности. 1991. - № 48. - С. 106-113

26. Клейнер Г.Б. и др. Предприятие в нестабильной экономической среде: риски, стратегии, безопасность. М.: ОАО "Изд-во "Экономика", 1997. - 288 с.

27. Коровкин Г.Л., Коровкина С.М. «Методология менеджмента», Монография. Издательство Самарского аэрокосмического университета, 1997г.-119 стр.

28. Самара:"СамВен", 1996.-С. 118-121.

29. Скиба М.В. Коровкин Г.Л. Коровкина С.М. Проектирование как специфический вид деятельности // Экономика Поволжья Первая Всероссийская научно-техническая конференция./ Под ред. д.э.н. Прохоренко А.А. СамГТУ, Самара, 2002.-С.35-37.

30. Криворотько Ю.В., Левкович А.П. Потенциал технического переоснащения действующих предприятий в условиях социальной переориентации экономики // Экономика промышленного производства. 1991. - № 20. - С. 3-5.

31. Кузнецов Е.Н., Мучник И.Б., "Структурные методы анализа организационных систем" автоматика и телемеханика, 1983, номер , с. 5-27.

32. Куклин А.А. Новая техника в условиях перехода к рынку. Екатеринбург: УрОРАН, 1996. 256с.

33. Кулапин Р. Рынок машиностроительной продукции в цифрах // Риск. 1993. - № 3. - С. 9-14

34. Ларин В.М. и др. Научно-технический прогресс и его резервы в машиностроении. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1991. - 129с.

35. Лемешко Т.А. Нужны ли резервы производственных мощностей?// Машиностроитель. 1993. - № 1. - С. 1-3

36. Лопатников Л.И. Экономико-математический словарь. М.: Наука, 1993. -448с.

37. Макконел К.Р., Брю С.Л. Экономикс: Принципы, проблемы и политика. В 2т. Пер. с англ. 11-го изд. Т. 1. М.: Республика, 1993. - 339с.

38. Малицкий М.Ф. Оценка и анализ технико-экономических показателей на основе классифицированного подхода // Приборы и системы управления. 1991. -№ 12. - С. 30-32

39. Маркин Ю.П. Анализ внутрипроизводственных резервов. М.: Финансы и статистика, 1991. - 160с.

40. Маркс К. Капитал. Кн. 2. Прцесс обращения капитала // Маркс К., Энгельс Ф. Соч., 2-е изд. Т. 24. - 658с.

41. Маркс К. Капитал. Кн. 2. Прцесс обращения капитала // Маркс К., Энгельс Ф. Соч., 2-е изд. Т. 23. - 703с.

42. Мартынов С.Д. Развитие управленческого потенциала предприятий в условиях перехода к рыночным отношениям: Автореф. дис. д. э. н. М., 1992. - 30с.

43. Мельник В.Н., Захарченко В.И. Проблемы перестройки структуры предприятия// Автоматизация и современные технологии. 1992. - № 3. - С. 30-31

44. Методы и практика повышения эффективности использования производственного потенциала предприятия /объединения/. Киев: Знание, 1995. -16с.

45. Морозов Ю.П. Инновационный менджмент: Учебное пособие. Н.Новгород: Изд-во ИНГУ, 1997. 186с.

46. Нестерова Р.В. Конкурентоспособность предприятия (на материалах предприятия машиностроения): Автореф. дис. к.э.н. Ульяновск, 1997.-21с.

47. Огурцов А.П. Машиностроение России проблемы стабилизации и развития в условиях рыночной экономики // Машиностроитель. 1994. - № 4. - С. 1-5

48. Одегов Ю.Г., Бычин В.Б., Андреев К.А. Трудовой потенциал предприятия: пути эффективного использования. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1991. Часть 1. -176с.

49. Орешкин В. Производственный потенциал России угасает // Деловой мир. -1996. 23-29 авг.

50. Петров Е.Н. Ресурсный подход к моделированию организации производства и потребления машиностроительной продукции (на примере жизненного цикла изделия): Автореф. дис. д.т.н. Самара, 1996. - 36с.

51. Петухов P.M. Оценка эффективности промышленного производства: (Методы и показатели). М.: Экономика, 1990. - 95с.

52. Плышевский Б Проблемы воспроизводства в современных условиях // Экономист. 1997. - № 1. - С. 25-37

53. Проскуряков В.М., Самоукин А.И. Экономические потенциал социальной сферы: содержание, оценка, анализ. М.: Экономика, 1991. - 159с.

54. Пшеничников А.А. Планирование экономического потенциала предприятия // Экономист. 1992,- № 4. - С. 12-16.

55. Разиньков П.И. Формирование и использование производственного потенциала предприятия в условиях перехода к рыноччной экономике: Автореф. дис. д.э.н. М., 1992. - 52с.

56. Ревуцкий JI.Д. Потенциал и стоимость предприятия. -М.: Перспектива, 1997. 124с.

57. Резервы повышения эффективности машиностроительного производства: Сб. науч. тр./ Челяб. гос. тех. ун-т; Под ред. И.В. Грицаня. Челябинск: Изд-во 4 ГТУ, 1994. - 148с.

58. Реформа предприятий: новый подход // Экономист. 1997. - №9.- С. 20-26

59. Российская промышленность: портрет в интерьере кризиса. М.: Российский союз промышленников и предприятий экспертный институт, 1994. 52с.

60. Россия в цифрах: Крат. стат. сб./Госкомстат России. М.: Финансы и статистика, 1999. - 400с.

61. Самарская область: 1999 год в цифрах. Стат. сборник. ч1, Самара: Сам. дом печати, 2000. - 127с.

62. Самарская область: 1999 год в цифрах. Стат. сборник. ч2, Самара: Сам. дом печати, 2000. - 243с.

63. Самарская область: 1996 год в цифрах. Стат. сборник. Самара:ЭИЦ Облкомстата, 1997. - 459с.

64. Серебряков В.Н. Экономика машиностроения. Рязань: Науч. - произв. изд-во автомоб. пром-ти, 1994. - 362с.

65. Серебряков В.Н., Абросимова Е.В. Экономика и организация машиностроительного предприятия. М.: Изд-во Моск. гос. откр. ун-та, 1994. -402с.

66. Силин А.Н. Методические рекомендации по расчету обобщающих показателей технического прогресса, интенсивности и эффективности производства. Свердловск: Препринт, 1990. - 44с.

67. Скрябина О.Л. Повышение эффективности использования экономического потенциала электровозоремонтных заводов: Автореф. дис. к.э.н. М., 1994. 22с.

68. Советский энциклопедический словарь. М.: Наука, 1981. - 364с.

69. Старр М.К. "Управление производством" М. Прогресс 1968г., 397 с.

70. Таран В.А. Конкурентоспособность предприятий: проблемы современной политики и стратегия в области качества//Машиностротель. 1998. - №2. - С. 6-11

71. Тестина М.Ф. Экономическая оценка производственно-хозяйственной деятельности предприятия. Шахты: АО "Принтер", 1996. - 51с.

72. Титов В.В. Проблема стабилизации функционирования промышленных предприятий в условиях становления рыночных отношений: Препринт./ Рос. акад. наук., Сиб. отд-е, Ин-т экономики и организации пром. пр-ва СО РАН. -Новосибирск, 1994. 134с.

73. Тихомирова Е.И. Статистические методы анализа социально-экономического развития регионов в условиях радикальной экономической реформы: Автореф. дис. к.э.н. М., 1995. - 25с.

74. Ухов И.Р. Эффективность инвестиционной деятельности машиностроительных предприятий в условиях перехода к рыночным отношениям: Автореф. дис. к.э.н. Спб., 1995. - 18с.

75. Фишбейн Б.Д. "О принципе адекватности строения в методологии проектирования и доводки авиационных двигателей" //Авиационная техника номер 2, 1988г., с.-75-79.87. "Экономика". Под ред. А.С. Булатова. М. БЕК. 1996,- 604с.

76. Юдин Э.Г. "Системный подход и принцип деятельности" М.Наука, 1978г. -391с.