CC BY
1
УДК 658.512.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-584-585
ФОРМИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ СТРУКТУР В СЛОЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ ПОЛНОГО ЦИКЛА
С.Н. Ларин
В статье рассматривается новая гибкая информационная организационно-техническая система технологической подготовки производства, проводится моделирование данной системы. В рамках рассматриваемой модели взаимодействия (руководители подразделений, их сотрудники и руководитель организационной системы) анализируются равновесные состояния системы по Нэшу и обосновывается роль руководителя, который выбором параметров организационного механизма взаимодействия в виде оценки показателей качества устанавливает сбалансированное взаимодействие информационных, производственных и функциональных подразделений на основе информационного обмена, побуждая их эффективно управлять деятельностью сотрудников через работу с новым информационным отделом.
Ключевые слова: организационно-техническая система, показатели качества, моделирование, организационно-технические решения.
Развитие производственных систем представляет собой развертывание во времени и возрастание по сложности по закону, близкому к экспоненциальному. В настоящее время этот процесс определяется переходом от автоматизации производственных процессов к их интеллектуализации, то есть насыщением новыми производственно-технологическими знаниями, к которым адаптируются средства производства, становясь более совершенными и способными к решению задач, отвечающих требованиям настоящего и ближайшего будущего.
Проведенный анализ интеграций средств проектирования и организационно-технических систем показал, что в существующих системах (например, в системах «СПРУТ», «1С:Предприятие», «SAP» и др.) отсутствует достаточно эффективная технология анализа технологических процессов с точки зрения их проекции на производство, отсутствует предварительная аналитика загружаемых рабочих центров и окончательный результат проектирования отдела конструкторской подготовки (ОКП) никак не используется на предыдущем участке проектирования ТП.
На высокотехнологичном предприятии возможно изготовление деталей с десятком и более исполнений. Это связано со спецификой производства технических средств, где постоянно изменяются требования к изготавливаемым изделиям (например, военное и космическое направления).
Уменьшение времени изготовления деталей возможно при сокращении затрат на переналадку оборудования, увеличении партий изготавливаемых деталей, сокращении ошибок в процессе проектирования единичных технологических процессов, а также при сокращении рисков по корректировке технологической документации. Доработка технологических процессов является частой проблемой процесса проектирования. Около 40 % доработок технологических процессов производятся из-за несовершенного технологического маршрута, зафиксированного в маршрутной карте [1].
Современная организационно-техническая система представляет собой сложную систему управления, включающую разнообразные множества взаимосвязанных и взаимодействующих элементов в пространстве и времени. Эти элементы формируют интегративные свойства системы, которая функционирует для достижения поставленных перед ней целей [2].
Рис. 1. Организационно-техническая система производства полного цикла
584
Организационно-техническую систему производства полного цикла в дальнейшем будем называть гибкой информационной организационно-технической системой технологической подготовки производства (ГИС ОТС ТИП). В рамках рассматриваемой модели взаимодействия (руководители подразделений, их сотрудники и руководитель организационной системы) анализируем равновесные состояния системы по Нэшу и обосновываем роль руководителя, который выбором параметров организационного механизма взаимодействия в виде оценки показателей качества устанавливает сбалансированное взаимодействие информационных, производственных и функциональных подразделений на основе информационного обмена, побуждая их эффективно управлять деятельностью сотрудников через работу с новым информационным отделом.
В данной системе можно определить целевые функции управляющих элементов: руководителя организационной системы (РОС) (1), руководителя конструкторского подразделения (РКП) (2), руководителя технологического подразделения (РТП) (3), руководителя производственного подразделения (РПП) (4), руководителя информационного отдела (РИО) (5). Целевые функции участников ГИС ОТС ТИП имеют вид:
Фо = D(Н, у) - о (Н, Мк) - о, (у, МТ) -аП (у, Мп), (1)
Фк = О (Н, Мк) - £ Пк (А/ц) - ЛКт (А/кт ), (2)
1=1
3
Фт =От (у, А/т )(А/Ти, )-Пкт (А/кт )-Птп (А/пт Ь (3)
,=1
3
Фп = Оп(^ А/П) (А/Пи, ) -Птп(А/пт) , (4)
,=1
Фи =Ои(л) + ои(р2) +оИ(рз) = Ок(Н,А/к) + О(у,А/т) + О(у,А/п), (5)
где Б(Н, у) - функция дохода в ГИС ОТС ТИП, ок ,от ,оп , оИ - бюджетные ресурсы подразделений со стороны РОС, г/к , Лш - функции стимулирования подразделений руководителями за сбалансированное взаимодействие с РИО по поиску документации-аналога, Т]кт , Т]тп - функция стимулирования сотрудников подразделений за согласованное взаимодействие между сотрудниками сторонних подразделений, Н - качество (надежность) изделия, у - количество выпускаемых изделий, А/к , А1т , А1п - количество изменений информации в ТИП при выпуске нового
изделия, А1кт , А1тп - количества изменений информации из - за согласования интересов в ГИС ОТС ТПП, р1 -показатель качества ТПП из-за уменьшения количества доработок, р2 - показатель качества ТПП из-за уменьшения трудоемкости технологического процесса (ТП), р3 - показатель качества ТПП из-за повышения технологичности (инновационности) использования средств технологического оснащения (СТО).
Рассмотрим пример применения данной модели сбалансированного взаимодействия В ГИС ОТС ТПП.
Пусть при работе с аналогом в информационном отделе показатели качества были получены следующие р1 = 0,2; р2 = 0,3; р3 = 0,1. Так как доход системы в относительном виде В(Н, у) = 1, то распределение стимулирующих воздействий будет следующее: оК = 0,34; от = 0,51, оп = 0,16.
В этом случае в целевой функции руководителя конструкторского подразделения стимулирующие выплаты распределятся в равных долях следующим образом (табл. 1).
Таблица 1
Показатели в целевой функции руководителя конструкторского подразделения__
Показатели Значения
П1К (А/ц ) -стимулирование когнитолога - аналитика в РИО 0,11
П2К (А/ц ) -стимулирование эксперта в РИО 0,11
Г!кт (А/Кт) - стимулирование за согласование интересов между конструкторским и технологическим подразделениями 0,12
В этом случае в целевой функции руководителя технологического подразделения стимулирующие выплаты распределятся в равных долях следующим образом (табл. 2). Таблица 2 Показатели в целевой функции руководителя технологического подразделения
Показатели Значения
П1т (А/тц ) -стимулирование эксперта в РИО 0,1
П2т (Ы-ти ) -стимулирование разработчика витрин в РИО 0,1
П3т (А/тц ) -стимулирование диспетчера в последовательности записей ТП в РИО 0,1
тпкт (А/Кт) - стимулирование за согласование интересов между конструкторским и технологическим подразделениями 0,1
Г!тп (А/тп) - стимулирование за согласование интересов между производственным и технологическим подразделениями 0,11
В этом случае в целевой функции руководителя производственного подразделения стимулирующие выплаты распределятся в равных долях следующим образом (табл. 3).
Таблица 3
Показатели в целевой функции руководителя производственного подразделения__
Показатели Значения
П1П (ЫПщ ) -стимулирование сопровождающего площадки в РИО 0,04
П2П (Д/П„2) -стимулирование разработчика витрин в РИО 0,04
П3П (Д/П„з) -стимулирование диспетчера по последовательности ТП в РИО 0,04
Г!ТП (Л/ТП) - стимулирование за согласование интересов между производственным и технологическим подразделениями 0,04
Находим значения целевых функций в системе по формулам (1-5), получаем следующие значения:
ФК = 0,34 - 0,11 - 0,11 - 0,12 = 0;
ФТ = 0,51 - 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,1 - 0,11 = 0;
ФП = 0,16 - 0,04 - 0,04 - 0,04 - 0,04 = 0.
В итоге, благодаря сбалансированному взаимодействию по целевым функциям в ГИС ОТС ТПП с введением в систему нового информационного отдела удалось распределить стимулирующие выплаты в системе и добиться требуемых заказчиком показателей качества (надежности) H и количества изделий у, но это был реализован идеальный случай. В принципе сбалансированное взаимодействие может быть достигнуто и в случае использования нескольких конструкторско-технологических решений, что позволит определить область компромисса при принятии решений в современных условиях, если при текущем уровне производства не получиться достигнуть требований заказчика.
Под процессом преобразования ресурсов понимается непрерывный или дискретный процесс преобразования входных данных (ресурсов, необходимых для выполнения процесса) в выходные данные (продукты или результаты выполнения процесса). Компоненты такого процесса представлены в виде структуры, включающей вход, условие запуска, преобразование, средства преобразования и выход. В процессе преобразования ресурсов обычно наблюдается уменьшение входных данных и увеличение выходных данных. В момент выполнения условия запуска уменьшается входной ресурс и происходит захват средств. После завершения преобразования происходит увеличение выходного ресурса и освобождение средств. Таким образом, процесс преобразования ресурсов может описывать большинство процессов, происходящих в окружающей нас среде [3].
Организационно-технические системы характеризуются сложной структурой и многочисленными параметрами, что требует сложных моделей. При разработке таких моделей используются иерархические модульные конструкции и описания внутрисистемных процессов.
Сложные процессы преобразования ресурсов могут быть представлены в виде иерархических декомпозиций, где каждая декомпозиция состоит из более простых элементов процесса. Это позволяет создать многоуровневую иерархическую модель процесса. При построении таких моделей управления, согласно принципам ситуационного управления, на каждом уровне формируются команды для нижележащего уровня.
Сложность управленческих проблем требует предоставления руководителям различных уровней систематической поддержки на всех этапах процесса принятия решений, основанной на использовании современных информационных технологий, способных обеспечить возможность оценки сравнительной эффективности альтернативных вариантов с учетом широкого диапазона непредвиденных осложнений и изменений экзогенных факторов. Важным аспектом при решении поставленных задач и их разбиении на подзадачи являются знания, накопленные на основе предыдущего опыта и анализа накопленной информации [4].
Место, занимаемое маршрутной технологией в процессе многономенклатурного производства, представлено на рисунке 2.
Проектирование технологических процессов на сложное техническое изделие характеризуется большим объемом работ и может содержать по спецификации до тысячи оригинальных и типовых деталей, а для изготовления изделий такого класса требуется большое количество различных единичных технологических процессов.
В процессе изготовления технического средства элементы его конструкции подвергаются изменениям в связи с постоянной доработкой. Это приводит к необходимости изменения технологической документации и, как следствие, маршрутных карт [5].
Маршрут технологического процесса представляет собой описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали. Маршрутный технологический процесс оформляется в виде маршрутной карты, в которой устанавливается перечень и последовательность технологических операций, тип оборудования, на котором эти операции будут выполняться, применяемая оснастка, а также укрупненная норма времени без указания переходов и режимов обработки.
Один и тот же технологический процесс может быть реализован разными маршрутами.
В рамках проведенных нами исследований были выделены отдельные классы маршрутов, названные неконфигурируемыми. Это маршруты, специфицированные под группу деталей, имеющих собственные параметры (размеры и габариты, вид покрытия; основная форма деталей - плоские и круглые). Однако в таких маршрутах зачастую происходит замена не операции, а оборудования (или групп оборудования), что влечет за собой изменение норм трудоемкости на переналадку и настройку средств производства и на изготовление деталей.
В процессе разработки ТП на изготовление детали новой модификации (нового исполнения) проектировщиком могут быть использованы решения, наработанные опытным путем.
Важнейшей задачей ТПП является оснащение производства точной технологической документацией, после проведения которого, а также поставки основных и вспомогательных материалов, изготовления оснастки
осуществляется запуск изделия в производство. Главную роль в процессе производства принимает на себя проектировщик (диспетчер), регулирующий последовательность и приоритетность выполнения заказа среди множества других заказов.
Рис. 2. Последовательность проектирования ТП
Рис. 3. Алгоритм преобразования средств производства в технологическом процессе
587
Информационное взаимодействие субъектов, участвующих в поддержке жизненного цикла, должно осуществляться в едином информационном пространстве, в связи с чем необходима непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий.
В жизненном цикле изделия проектирование маршрута ТП занимает около 20 % общего времени, так как технологу требуется учитывать только рабочие средства реализации технологических операций и самому определять выбор того или иного средства производства.
Более значимым на практике является наполнение маршрутной карты сформированного ТП, содержание которой определяется множеством характеристик производственного плана и ограничениями производственных ресурсов предприятия.
Отражение в маршрутной карте доступных в момент изготовления данных ТП дает возможность точнее планировать загрузку производства.
Наиболее часто используемыми методами проектирования технологических маршрутов являются:
1. Метод заимствования технологии детали-аналога (частный случай - метод адресации).
2. Метод проектирования унифицированных (типовых и групповых) ТП.
3. Метод синтеза ТП.
В основе метода заимствования технологии детали-аналога лежит подбор детали-аналога, для которой раннее был спроектирован ТП (прецедент).
Для реализации этого метода необходимо иметь развитые поисковые средства, специализированную производственную онтологию и механизмы взаимодействия с ней. В базе данных такой системы должны находиться поисковые образцы деталей и их технологические процессы. С помощью поиска осуществляется подбор деталей-аналогов и на основе децимальных обозначений деталей производится поиск технологических процессов на выбранные детали-аналоги (рис.3).
Найденный технологический процесс используется в качестве исходного варианта, позволяющего перейти на следующий уровень проектирования - уровень операций. Проектировщик, исходя из своего опыта, проводит преобразование маршрута, выстраивая правильные последовательности выполнения технологических операций относительно параметров детали, и таким образом получает необходимый рабочий технологический маршрут маршрутной карты. При этом качество получаемого процесса зависит от результатов поиска детали-аналога.
Поиск в онтологии [6] выполняется по общим характеристикам детали, например по габаритам (длина, диаметр, ширина) и конструктивной форме по коду ЕСКД [7]. Поэтому все детали, рассматриваемые в конкретном производстве, должны быть представлены адекватными интерпретациями и занесены в базу данных.
Процесс накопления базы данных онтологии является постепенным. Чем полнее будет база данных, тем выше вероятность нахождения детали-аналога. Число деталей в базе может достигать сотни тысяч. Трудоемкость создания такой базы зависит от полноты информации о детали, которая заносится в базу данных.
Наиболее простым вариантом является заполнение базы данных по общим характеристикам. Результаты поиска по общим характеристикам будут неточные, то есть в выборку попадет множество деталей со схожими характеристиками, но сам поиск будет идти быстрее. Если характеристики детали полностью отражены в БД, то поиск будет выполняться более точно, но заполнение такой БД будет трудоемким.
Технология изготовления найденных деталей-аналогов может быть устаревшей и не подходить для заданной детали. В ТП изготовления аналога может быть использовано технологическое оснащение, которое не используется в производстве, или технологические процессы изготовления детали-аналога и проектируемой детали могут значительно отличаться. В таких случаях найденный процесс заимствовать будет трудно. Потребуется доработка выбранного ТП в оперативном порядке с использованием доступных средств автоматизации. Метод синтеза ТП основан на синтезе технологических маршрутов и операций. Типизация решений в данном случае выполняется, как правило, на уровне перехода. При этом выделяются промежуточные состояния для каждой детали и выбираются методы их обработки.
Список литературы
1.ГОСТ 3.1102-2011. Единая система технологической документации (ЕСТД). Стадии разработки и виды документов. Общие положения. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200086388 (дата обращения: 10.02.2024).
2.Гречников, Ф.В. Хаймович, И.Н. Разработка информационных систем управления конструкторско-технологической подготовкой производства как интегрированной базы информационных и функциональных структур/ Ф.В. Гречников, И.Н. Хаймович // Кузнечно-штамповочное производство. М., 2008. №3. С. 34-41.
3.Хаймович, И.Н. Методологические аспекты создания единого информационного пространства предприятия с использованием PDM - системы // Известия Самар. науч. центра РАН. Самара, 2008. №1. С. 1015.
4. Хаймович И.Н. Модели и методы, используемые при внедрении информационных систем конструкторско-технологической подготовки производства, при ограничении на ресурсы // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Технические науки. Самара, 2008. Выпуск 21. С. 114-117.
5.Бурдо Г.Б. Интеллектуальные процедуры проектирования технологических процессов в интегрированных САПР / Г. Б. Бурдо, Н. А. Семенов, А. А. Исаев // Программные продукты и системы. 2014. № 1 (105). С. 60-64.
6.Боргест Н.М., Симонова Е.В. Основы построения мультиагентных систем, использующих онтологию: учебное пособие. Самара: СГАУ, 2009.
7.ГОСТ 3.1121-84. Единая система технологической документации (ЕСТД). Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы (операции). [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200012117 (дата обращения: 10.02.2024).
8.Гришин М.В. Теоретические основы процессов повышения эффективности подготовки авиационных производств / М. В. Гришин, С. Н. Ларин // Поиск эффективных решений в процессе создания и реализации научных разработок в российской авиационной и ракетно-космической промышленности: сборник докладов Международной научно-практической конференции. Казань: Изд-во Казанского гос. технич. ун-та, 2014. Т. 1. С. 335-338.
Ларин Сергей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ульяновск, Ульяновский государственный университет
FORMATION OF ORGANIZATIONAL AND TECHNICAL STRUCTURES IN COMPLEX FULL CYCLE PRODUCTION SYSTEM
S.N. Larin
The article discusses a new flexible information organizational and technical system for technological preparation of production, and models this system. Within the framework of the interaction model under consideration (heads of departments, their employees and the head of the organizational system), the equilibrium states of the system are analyzed and the role of the manager is substantiated, who by choosing the parameters of the organizational mechanism of interaction in the form of assessing quality indicators establishes a balanced interaction of information, production and functional departments based on information exchange, encouraging them to effectively manage employee activities through working with the new information department.
Key words: organizational and technical system, quality indicators, modeling, organizational and technical solutions.
Larin Sergey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, larinmars@rambler. ru, Russia, Ulyanovsk, Ulyanovsk State University
УДК 006.1
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-2-589-590
НОРМАТИВНЫЙ ТЕЗАУРУС ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА СЫРЬЯ
ИЗ МАМОНТОВОЙ КОСТИ
Д.О. Доронин, Н.М. Куприков, Д.Д. Ноговицын
В целях национальных интересов Российской Федерации по развитию деятельности в Арктики необходимо обеспечить единство и точность измерений при производстве сырья из мамонтовой кости (ископаемых остатков мамонтового фаунистического комплекса) и определить порядок взаимодействия заинтересованных сторон. В статье предлагается нормативный тезаурус в области метрологического обеспечения производства сырья из мамонтовой кости, в первую очередь бивня мамонта. предлагаемый материал ляжет в основу национального стандарта на термины и определения. В статье предложены термины и соответствующие им определения, собранные в результате анализа литературных источников, и наиболее точно характеризующие объекты производства сырья и его метрологического обеспечения.
Ключевые слова: мамонт, стандарт, термины и определения, бивень, сырьё, метрологическое обеспечение.
Ископаемые остатки мамонтовой фауны является природным ресурсом, а ее биогенное происхождение определило своеобразие изучения как полезного ископаемого, в настоящей момент мамонтовая кость не включена в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод (ОКПИиПВ) в раздел 1.4.5 «Прочие полезные ископаемые». В первую очередь это связано, с одной стороны, со сравнительно не большим объемом рынка (в масштабах добычи и экспорта топливно-энергетических полезных ископаемых), а с другой - с отсутствием нормативно- правовой и методической основ по теме работы [1-3].
В целях реализации Концепции развития сбора, изучения, использования, переработки и реализации палеонтологических материалов мамонтовой фауны на территории Республики Саха (Якутия) (утвержденной Распоряжением Глава Республики Саха (Якутия) от 13 августа 2018 г. № 649-РГ) был разработан нормативный тезаурус в помощь экспертам и производителям.
Основная проблематика статьи. Цель разработки тезауруса заключается в создании нормативно-правовой основы для промышленных перспектив россыпной костеносности Арктической зоны Российской Федерации.
Основным объектом добычи сырья является мамонтовый бивень - ископаемый окаменевший верхний резец черепа мамонта. А также ископаемые остатки мамонтовой фауны, представляющие собой части тела видов древней мамонтовой фауны, извлеченные из земли. К ископаемым остаткам относят скелет, туши, мягкие ткани, органические жидкости.
В настоящее время мамонтовую кость добывают при попутном сборе. Это вид пользования природными ресурсами по сбору бивней мамонта и других ископаемых остатков мамонтовой фауны коренными народами Республики Саха (Якутия), в том числе коренными малочисленными народами Севера, в процессе традиционной хозяйственной деятельности. Либо по лицензии органов государственной власти Республики Саха.
Отдельное внимание уделяется этике попутного сбора ископаемых остатков мамонтовой фауны, представляющих собой свод правил, определяющий порядок сбора, упаковки, транспортировки и хранения ископаемых остатков мамонтовой фауны. В настоящий момент идет разработка свода правил, с целью его узаконивания на региональном и в перспективе национальном уровне.
После добычи и консервации сырья происходит разделение материала по сортам в зависимости от их качества. Авторы выделяют 6 сортов - 1 сорт наилучшее качество - 6 сорт - это мелкий лом из костей и бивней.
Если конкретно рассматривать мамонтовый бивень, то он обладает некоторыми уникальными особенностями.
Во-первых, это линии Ретциуса, специфический узор, образуемый на эмали зубов. Для мамонтового бивня характерной особенностью является угол (угол Шрегера), образуемый линями Ретциуса. Он всегда острый.
589
