автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка принципов создания наукоемкого оборудования с учетом комплексного использования организационной системы подготовки производства

Стр.

Введение 2

Глава первая. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Основные направления развития машинострои- тельных предприятий России.

1.2. Качество - стратегическая цель производства раз- вития машиностроительной продукции.

1.3. Анализ производства машиностроительной про- дукции ведущими предприятиями.

1.4. Методы технической и организационно-экономи- ческой оценки деятельности предприятий.

Выводы по первой главе 45

Глава вторая. Жизненный и инвестиционный цик- лы машиностроительной продукции и организационное управление проектом предприятия.

2.1. Инвестиции - как основа развития станкостроения. 48

2.2. Жизненный и инвестиционный цикл инновацион- ной станкостроительной продукции.

2.3. Организационная система разработки инвестици- онного проекта производства нового изделия.

2.3.1. Организационные разновидности инжиниринга. 64

2.3.2. Организационно-инжиниринговая система разра- ботки проекта.

Выводы по второй главе 83

Глава третья. Методика проектирования и изготовле- ния наукоемкого технологического оборудования.

3.1. Принципы формирования компоновочных реше- ний металлорежущих станков и технологических систем.

3.2. Методика формирования компоновок станков по модульному принципу.

3.3. Качественный анализ эксплуатационно- технологических возможностей МРС и ТС.

3.4. Учет технологических и организационных факто- ров при производстве наукоемкого оборудования.

3.5. Технологические и организационные принципы управления производством по изготовлению наукоемкого технологического оборудования.

Выводы по третьей главе 125

Глава четвертая. Внедрение результатов исследо- вания в промышленность.

Выводы по четвертой главе 137

Российская промышленность и научно-техническое обеспечение претерпели резкие перемены не в лучшую сторону. Многие отрасли машиностроение, в силу большой открытости внутреннего рынка для зарубежных производителей, утратили конкурентоспособность по техническому уровню, качеству и стоимости производимой продукции. Задача "выживания" в новых условиях стоит как перед бывшими лидерами отечественной машиностроительной промышленности, так и перед множеством существовавших или, возникших при распаде крупныхктур, мелких и средних предприятий.

В машиностроительной отрасли России сложилось товарное производство, которое осуществляется фактически обособленными частными заводами-производителями и ведется без какого-либо общего координационного плана. Каждый производитель продукции действует сам по себе. Предприятия стараются придерживаться освоенных моделей оборудования и машин по прежним разработкам (иногда 10-15 летней давности) и у них уже нет возможности хранить большие запасы комплектующих изделий, но над ними и не довлеет план. Производители испытывают недостаток заказов на свою традиционную продукцию, поэтому они готовы модифицировать выпускаемые модели и переходить на выпуск новых, имеющих спрос.

К факторам, препятствующим процессу оздоровления производственной сферы машиностроения, можно сегодня отнести следующие моменты: фактическое разрушение многих научных, проектно-конструкторских и технологических организаций; безвозвратный отток инженерных кадров в другие сферы деятельности, включая и за рубеж, традиционность узкоспециализированной системы подготовки молодых специалистов, приспособленных работать, только в условиях определенной отрасли; привычка реализовывать новые научно-технических идеи и товары через крупные строго специализированные организации; возросшая конкуренция со стороны западных фирм-производителей (например, станкостроение, автомобилестроение). К сказанному следует добавить, что имеет место катастрофический износ металлорежущего оборудования. В среднем (по отраслям) он составляет от 70% до 80%. Без обновления парка металлорежущего оборудования, модернизации действующего оборудования не может быть и речи о повышении качества выпускаемой продукции и повышения производительности.

Очевидно, что при сложившейся ситуации добиться некоего "стратегического равновесия" между технологическими возможностями предприятия и рыночным потребительским спросом при производстве продукции отечественного машиностроения в настоящее время не представляется возможным.

Выпуск конкурентоспособного наукоемкого продукта на любом производстве невозможно организовать, не имея технологической цепочки состоящей из высокоэффективного технологического оборудования оснастки и систем управления. Поэтому в настоящей работе, для анализа основных организационных показателей деятельности машиностроительных предприятий, акцент сделан на станкостроение.

Инновационные процессы в станкостроении имеют свою специфику, и их результат зависит от отраслевой науки, сложившейся системы производительных сил, а также от сложности поставленной задачи. Нововведения, лежащие в основе инновации, должны иметь практический эффект. Поэтому и развитие отрасли, с целью достижения практических эффектов, могут происходить по разным направлениям. Для станкостроения их сформулировано четыре.

Первое направление связано с модернизацией существующего технологического оборудования. Это направление считается наиболее целесообразным и предпочтительным с экономических позиций, поскольку оно позволяет частично решить задачу повышения его технико-экономического уровня с низкими затратами в короткие сроки. Второе направление связано с созданием нового станочного оборудования путем усовершенствования ранее изготавливаемого на базовом или другом заводе. Оно не является перспективным и более затратное, чем первое направление. Ориентация на импорт перспективного наукоемкого оборудования, составляющая суть третьего направления, ограничена финансовыми (валютными) ресурсами. Четвертое, инновационное направление, должно рассматриваться как технологическая база развития всей российской промышленности, в первую очередь машиностроения, обеспечивающего научно-технический процесс страны, но при соответствующих капиталовложениях. Инновационные проекты должны включать в себя нововведения, соответствующие или превосходящие перспективные конструктивные решения современного мирового стандарта.

При выборе направления совершенствования машиностроения важно учитывать идеологию развития выбранной отрасли с позиции мирового опыта. Для станкостроения этот опыт свидетельствует о том, что все промышленно развитые страны на различных этапах технического прогресса одним из важнейших приоритетов считали и считают развитие собственного станкостроения. Поэтому они являются, как правило, основными производителями и потребителями собственного металлообрабатывающего оборудования.

Таким образом, современная модель машиностроения строится на базе системной интеграции научно-технической и производственной сфер путем объединения проблем создания новой техники; типовых компонентов различных машин и оборудования; модернизации и реконструкции производства на новой технической основе. В результате реализации указанных мер в структуре промышленного производства России, возможно, ускорить позитивный процесс роста выпуска конкурентной продукции, пользующейся спросом на внешнем и внутреннем рынке.

В результате проведенного анализа состояния вопроса по изучаемой проблеме, можно сделать ряд принципиальных выводов: машиностроительная промышленность и в частности станкостроение страны находится в настоящее время на стадии своего становления, когда старые формы организации производства уже не пригодны, а более прогрессивные находятся на стадии поиска. Современная модель развития машиностроения должна строится на основе системной интеграции научно-технической и производственной сфер путем объединения проблем создания новой техники, главным образом, в направлении инновационного развития промышленного потенциала страны. Основными показателями новой продукции машиностроения считаются конкурентоспособность и ее высокое качество, которые достигается за счет системной организации труда, состоящей из совокупности работ по использованию прогрессивных технологий, по проектированию качества, управлению качества и контролю качества.

Поэтому затрагиваемая в работе проблема повышения качества выпускаемой машиностроительной продукции является актуальной.

Поскольку проблема выживаемости Российской машиностроительной промышленности в настоящее время стоит достаточно остро и при их решении, не может быть какого то одного универсального подхода, то в данной работе сделана попытка проанализировать наиболее существенные и ключевые моменты этого вопроса и на основе использования комплексного подхода к созданию инновационной продукции, дать определенные (формализованные) рекомендации по подъему эффективности отечественного машиностроения.

Цель и основные задачи работы. Цель диссертации формулируется как повышение эффективности деятельности машиностроительных предприятий в частности станкостроения за счет комплексного подхода к решению проблемы производства инновационной продукции на всех стадиях и этапах ее жизненного цикла.

Для достижения сформулированной цели в работе необходимо было решить следующие задачи: разработать методику оценки жизненного цикла изделия и установить его связь с инвестиционным циклом; разработать принципы построения (компоновки) современного металлообрабатывающего оборудования; разработать технико-организационные показатели оценки инновационного проекта; проверить ряд положений диссертации при разработке металлорежущего оборудования на действующих предприятиях машиностроения.

Методы исследования. Результаты работы получены на основе: комплексного использования информационного материала по стратегии развития современного машиностроительного производства; анализа применяемых организационно-технических методик при оценке целесообразности разработки инновационных проектах новой продукции.

В основе теоретических описаний жизненных циклов изделия и инвестиционных циклов и использованы современные математические методы дифференциального вычисления, теории устойчивости технических систем и статистические модели, используемые при решении организационно-экономических задач. При определение основных показателей качества изделий машиностроения использована теория системного анализа сложных технических систем.

Научная новизна. Научная новизна работы состоит в аналитическом определении связи и длительности между жизненным циклом изделия, циклом инвестиционного проекта и параметрами, характеризующими организационно-технические параметры инновационного проекта.

Практическая ценность работы. Заключается в разработке принципиальных рекомендации по использованию технологического оборудования для реализации инновационного проекта в условиях машиностроительного предприятия.

Реализация работы. Результаты работы переданы на предприятие ОАО з-д «Станкоконструкция», для реализации методик исследования при проведении заводом инвестиционной политики по организации производства электроэрозионных станков с ЧГГУ.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на кафедрах «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» МГИУ, а также на конференции. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. современная модель развития машиностроительного производства должна строится на основе системной интеграции научно-технической и организационной сфер путем объединения проблем создания новой техники, главным образом, в направлении инновационного развития промышленного потенциала страны.

2. Состояние мирового станкостроения свидетельствует о том, что высокий технический уровень выпускаемого на рынке машиностроения оборудования в значительной степени зависит от продуманной инвестиционной политики.

3. Впервые получена система аналитических уравнений, позволяющая установить связь между жизненным циклом инвестирования проекта и параметром /(77), характеризующим долю эффективности (полезности) принятых объемов финансирования на каждом этапе (стадии) конструкторской и технологической подготовки производства и оценить долю эффективности каждой части проекта.

4. Предложена инжиниринговая организационная система, учитывающая особенности многих этапов инвестиционных и жизненных циклов разработки и производства станочной продукции.

5. Впервые предложено рассматривать методику проектирования и изготовления сложного наукоемкого технологического оборудования и металлообрабатывающих систем с учетом развивающейся тенденции глобализации производственных технологий.

6. Сформулированы основные положения создания технологического оборудования, учитывающие принципы инвариантности компоновок МРС, суперпозиции и квантования.

7. Установлено, что достижение сформулированных принципов проектирования МРС возможно на основе использования модульного и мехатронного методов конструирования технологического оборудования и производственных систем.

8. Для оценки качества создаваемого оборудования предложена система формализованных оценок и показана существующая взаимосвязь между частными показателями качества продукции машиностроения.

9. Разработанные технические предложения по проектированию и изготовлению электроэрозионных станков приняты заводом-изготовителем и использованы при создании новых моделей изделий, построенных по модульному принципу.

1. Аверьянов О.И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ,- М.: Машиностроение, 1987.-229с.

2. Аверьянов О.И. Формирование структуры парка металлорежущих станков. М.: СТИН, 1995, с. 6-8.

3. Аверьянов О.И., Сычева Н.А., Щербак Е.Г. Инжиниринг система комплексного решения научно-технических проблем. «Технология, автоматизация и организация производства технических систем». Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГИУ, 1998, с. 142-147.

4. Аверьянов О.И., Таратынов О.В., Сычева Н.А. Влияние технологических ресурсов предприятия на прибыль в условиях рынка. М.: СТИН, 1996, N11.

5. Аверьянов О.И., Скворцова С .А., Толмачев С.А. Роль технологии в деловой стратегии предприятия. -М.: СТИН, 2001, №2. С. 14-16.

6. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. /Ю.М. Соломенцев,. В.Г. Митрофанов,. А.Ф. Прохоров и др.: под общ. ред. Ю.М. Соломенцева,. В.Г. Митрофанова, М. Машиностроение, 1968,- 254с.

7. Архангельский В.Н., Кабанова З.П. Автоматизация планирования научных исследований.- М.: Наука, 1973, 118 с.

8. Белозерцев В.И., Сазонов Я.Б. Филосовские проблемы развития технических наук./ Под ред. Проф. В.М. Семенчева. Саратов, Изд-во Сарат. Ун-та, 1983, - 590с.

9. Блехерман М.Л. Гибкие производственные системы; организационно-экономические аспекты. М.: Экономика, 1988, - 319с.

10. Баззел Р.Д., Кокс Д.Ф., Браун PJB. Информация и риск в маркетинге. -М.: Финстатинформ, 1993.

11. Барютин JI.C., Райхель Р. Организация и планирование нововведений в промышленности. Учебное пособие. Инженерно-экономический институт им. П. Тольятти. Ленинград, 1984.

12. Борисов В., Тараканов Г. Приоритеты машиностроительного комплекса. Экономист, 1994, №6, с. 24-39.

13. Берзин И.Э., Разумова Е.И. Влияние стандартизации на затраты при технической полготовке производства. Сб. научных трудов "Совершенствование технической подготовки производства", вып. 2, МВТУ, М., 1973, с. 18-21.

14. Бирман Г., Шмидт С. Экономический анализ инвестиционных проектов,- М.: «ЮНИТИ», 1997, 631 с.

15. Бизнес-план инвестиционного проекта. Под ред. Академика В.М. Попова. М.: «Финансы и статистика», 1997, 423 с.

16. Bubnicki Z.: Wstep do sistemow eksperckich. PWN Warszawa, 1990.

17. Вернер Беренс, Питер M. Хавранек. Руководство по оценке эффективности инвестиций. М.: АОЗТ "Интерэксперт", 1995, 327 с.

18. Васильев B.C. Оптимизация производственной программы. М.: Станки и инструменты, 1983, № 1, с. 2-3.

19. Васильев Ю.П. Управление развитием производства. М.: Экономика, 1989, 238 с.

20. Водачек Л., Водачкова О. Стратегия управления инновациями на предприятии (перевод).- М.: Экономика, 1987, 166 с.

21. Волдер Б.С. Прогноз развития станкостроительной промышленности в условиях рыночной экономики. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук.- М.: МГТУ "Станкин", 1996.

22. Виленский П.Л., Лившиц В.Н. и др. Оценка эффективности инвестиционных проектов. -М.: "Дело", 1998, 241 с.

23. Горский Л.К. Автомобильный транспорт России в условиях реформ.-Москва-С.Петербург, Академия транспорта РФ,-281с.

24. Chwialkowska Е.: Sztuczna inteligencja w systemach eksperckich. MIKOM Warszawa, 1989.

25. Голубков Е.П., Голубкова E.H., Секерин В.Д. Маркетинг. М.: Машиностроение, 1992.

26. Голубков Е.П. Планирование маркетинга. М.: Дело, 1992, 128 с.

27. Груздов Э-В. Повышение эффективности инвестиций в разработку и подготовку производства новой техники. Автореферат диссертации на соискание ^ученой степени кандидата экономических наук.- М.: Институт им. Плеханова, 1995, 22 с.

28. Груздов В.В., Таратынов О.В. Жизненный цикл изделия и его аналитическое описание. Сб. трудов Люблинского политехнического университета. Люблин, 1996, с.120-128.

29. Голенко Д.Н. Статистические методы в экономических системах.- М.: Статистика, 1970, 208 с.

30. Горюшкин В.И. Основы гибкого производства деталей машин и приборов. /Под ред. А.Ф. Прохорова, Минск: Наука и техника, 1984, 222с.

31. Гибкие производственные системы. / Под ред. Л.С. Ямпольского, Киев, Техника, 1985, -280 с.

32. ГПС механической обработки. Цели создания. Структура. Общие принципы построения. РД2 Н93-7-87. Методические указания, М.: МСиИПСССР, 1987, -25с.

33. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робото-технические комплексы: Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Высшая школа, 1989, 96с.

34. Дракин В.И., Попов Э.В., Преображенский А.Б. Общение конечных пользователей с системами обработки данных,- М.: Радио и связь, 1988.

35. Durstein С., Sedlak К. The federal quality and productivity Jmprovement effort.- Quality Progress, 1988, № 10. p. 38-41.

36. Еленева Ю.А. Оценка эффективности инвестиций при выборе оборудования автоматизированного многономенклатурного производства. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. М: МГТУ «Станкин», 1996.

37. Завьялов П.С., Демодов В.Е. Формула успеха: маркетинг. М.: Международные отношения, 1988, 237 с.

38. Зверев И.А., Аверьянова И.О. Комплексная математическая модель высокоскоростных узлов на опорах качения. М.:СТИН, 1995, № 1,с.4-6.

39. Зудилин А.П. Анализ хозяйственной деятельности предприятий развитых капиталистических стран. Екатеринбург. Каменный пояс. !992, 223 с.

40. Кузнецов Н.Д.,Цейтлин В.И.,Волков В.И. Технологические методы повышения надежности деталей машин (справочник). М.: Машиностроение, 1993, 305 с.

41. Ковалев Г.Д. Основы инновационного менежмента. М.: ЮНИТИ, 1999, 207 с.

42. Котлер Ф. Основы маркетинга . М.: Прогресс, 1992, 736 с.

43. Kume Н. Business management and quality cost: the Japanese view. Quality Prigress, 1988, № 5, p. 13-18.

44. Математические методы и модели в экономике Рига: Рижский политех., 1976, 254с.

45. Материальное накопление в условиях рыночной экономики. Пер. с англ. -М.: Цаука, 1991, 162 с.

46. Методические материалы по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. М., Теринвест, 1994, 80 с.

47. Меркулов Я.С. Экономическая оценка эффективности инвестиций. -М.: ИКЦ «Дис», 1997, 159 с.

48. Муртаф В. Современное линейное программирование. М.: Мир, 1984 222с.

49. Management theoriles in the private and publle sectors.- Hearings, Washington (USA), 1985. P. 110.

50. Наянзин Н.Г. Системное проектирование гибких производственных систем. М.: НИИМАШ, 1984,-50с.

51. Палий В.Ф., Суздальцева Л.П. Технико-экономический анализ производственно-хозяйственной деятельности машиностроительных предприятий. М.: Машиностроение, 1989, с. 138-141.

52. Плешков Е. Бизнес-план, или как повысить доходность вашего предприятия.-М.: СО «Анкил», 1993.

53. Попов В.М., Кураков Л.П. и др. Бизнес-план. Отечественный изару-бежный опыт. М.: Финансы и стратегия., 1995.

54. Прохоров А.Ф. Системное проектирование технологических машин.-Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1994, 56 с.

55. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. Учеб. пособие, -М.: Машиностроение, 1986, 368с.

56. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии. - М.: Коммунист. 1988, № 1, С. 88-96.

57. Ратмиров В.А. Основы программного управления станками. М.: Машиностроение, 1978, 240с.

58. Рыбаков И.Н. Качество и конкурентоспособность продукции при рыночных отношениях. М.: Стандарты и качество, 1995, N 12,с.43-47.

59. Schungp P., Nguyen Hun C.T., Berncherd L.W.: Expert System Lab Course. Springer-Verlag, 1990.

60. Саркисян C.A., Ахундов B.M., Минаев Э.С. Анализ и прогноз развития больших технических систем. М.: Из-во "Наука", 1983, 280с.

61. Скворцова С.А., Илларионов А.В. Технологический ресурс предприятия основа развития в рыночных условиях. «Современные технологии в машиностроении». Сб. материалов 4-ой всероссийской конференции. -Пенза, 2001.С. 19-21.

62. Старик Д,Э. Расчет эффективности инвестиционных проектов. М.: Финстатинформ, 2001.

63. Таратынов О.В. Особенности инвестиций в Российскую промышленность, степень риска. Сб. научных трудов «Технология, экономика и организация производства технических систем. М.: МГИУ 2002, с. 173177.

64. Таратынов О.В., Аверьянов О.И. Оценка качества продукции машиностроения. М.: СТИН, № 2, 2001, с. 3-7.

65. Taratynov O.V. and oth. Choice of oriferia estimates in multi operations technological process investigation. International conference on ENGINEERING DESIGN. (ICED), Dubrovnik, August 28, Volume 2, 1990, p. 993-994.

66. Илларионов А.Н., Макина М.И., Пивоварова П.А. Тенденции экономического развития России.- М.: ЭК, 1996, с. 47-73.

67. Fuzzy Logic Unit C2000H-FZ 001/ Operation manual/ OMRON, March 1992.

68. Цыгичко А., Витин А., Криночкин И. Привлечение инвестиций в условиях формирования акционергого капитала. М.: Экономист, 1994, №5, с. 32-40.

69. Черпаков Б.И., Новосельский И.А. Станкостроение России: перспективы развития до 2005 г. М.: СТИН, № 7, 2000, с. 3-8.

70. Шапошников JI. Общеэкономическая оценка инвестиционных программ и проектов. М.: Вопросы экономики, 1994, № 5, с. 41-49.

71. Шахназаров А., Королева Н. Инвестиции: ситуация и перспективы. -М.: Экономист, 1994, № 1, с. 18-26.

72. Эдельгаус Г. Е. Достоверность статистических показателей. М.: Статистика. 1977, 278 с.

73. Хейне JI. Экономический образ мышления. Пер. с англ. М.: Новости при участии изд-ва Catallaxy, 1991.

74. Яковенко Е.Г., Басс М.И., Макров Н.В. Циклы жизни экономических процессов, объектов и систем. -М.: Наука, 1991, 192 с.

75. Голов В.А. Промышленный инжиниринг, его роль при создании новой продукции. Сб. научных трудов «Образование, наука и производство" том II "Экономика и менеджмент". М.: МГИУ, 2001, с. 51-54.

76. Голов В.А., Таратынов P.O. Инвестиционный цикл и его связь с производством инновационной продукции. Сб. научных трудов «Образование, наука и производство" том П "Экономика и менеджмент". М.: МГИУ, 2001, с. 54-58.

77. Клепиков В.В., Голов В.А. Опыт по использованию протяжного инструмента. Межвузовский сб. научных трудов "Технология, автоматизация и организация производства технических систем". М.: МГИУ, 1999, с. 109-114.

78. Голов В.А. Современные производственно-технологические системы и их технико-экономические характеристики. Сб. научных трудов «Технология, экономика и организация производства технических систем. М.: МГИУ, 2002, с. 6-11.

79. Голов В.А., Толмачев С.А. Организация, функции и структура управления современных ГПС. Сб. научных трудов «Технология, экономика и организация производства технических систем.-М.:МГИУ, 2002, с. 12-17.

80. Голов В.А., Таратынов О.В. Промышленный инжиниринг как часть деловой стратегии при создании новой продукции. Сб. материалов V Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении". Пенза, 2002, с. 42-45.

81. Голов В.А., Таратынов P.O. Инвестиционный цикл и его связь с производством инновационной продукции. Сб. статей Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы и перспективы российской экономики". Пенза, 2002, с. 222-226.

82. Голов В.А. Методические указания по проектированию и изготовлению наукоемкого технологического оборудования (для студентов спец. 1201, 1202). -М.: МГИУ, 2001, 25 С.