Календарное планирование процессов конструкторско-технологической подготовки мелкосерийного машиностроительного производства Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 65.014.12

Денисов Артем Руфимович, Белянкин Михаил Вячеславович

Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова

[email protected]

КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ МЕЛКОСЕРИЙНОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

В статье рассмотрены вопросы построения системы календарного планирования процессов конструкторско-технологической подготовки мелкосерийного машиностроительного производства.

Ключевые слова: конструкторско-технологическая подготовка, планирование, управление конфигурацией, мелкосерийное производство.

В современном глобальном мире российская экономика может эффективно развиваться лишь при активном взаимодействии с мировым рынком товаров и услуг, вследствие чего для нашей страны назрела необходимость включиться в работу международных экономических организаций, в том числе -Всемирной торговой организации. При этом Россия будет вынуждена открыть свои собственные рынки для иностранных компаний, что неизбежно приведет к усилению внутренней конкуренции [1]. При этом в ряде областей промышленности, например в машиностроении, для отечественных предприятий внешние рынки останутся закрытыми. Одной из причин этого является низкая степень автоматизации систем управления предприятием и его производственными процессами, без чего невозможно решать задачи управления качеством продукции, повышения эффективности и прозрачности документооборота на всех этапах жизненного цикла выпускаемой продукции, внедрения принципов интегрированной логистической поддержки потребителей.

Повысить конкурентоспособность отечественных предприятий можно через внедрение современных производственных и управленческих технологий, основанных на процессном подходе. Данный подход является необходимым условием с точки зрения большинства международных стандартов, в том числе стандартов управления качеством ШО 9000, и должен быть внедрен на всех этапах жизненного цикла продукции, включая и конструкторско-технологическую подготовку производства (КТПП). Важной задачей при реализации процессного подхода является календарное планирование производственных процессов. В частности, необходимость планирования

КТПП регламентируется [2 п. 5.2.5, 6.1.2, 7.2.2, 7.3.4, 7.4.4.].

Для решения задачи календарного планирования процессов КТПП принято использовать PDM-системы. Для этого в данные системы включены специальные модули, которые позволяют представить процессы КТПП в виде совокупности WorkFlow-диаrрамм [3; 4]. Подобная функция есть в большинстве представленных на рынке PDM-систем, включая SmarTeam, WindChill, Т-Бкх DOCs, Аскон Лоцман: PLM и др.

При этом следует заметить, что WorkFlow-моделирование является очень трудоемким процессом и, соответственно, его применение при планировании процессов КТПП целесообразно только в случае устоявшейся номенклатуры выпускаемых изделий, то есть на предприятиях с крупно- и среднесерийным производством. В мелкосерийном же машиностроении, которое характеризуется постоянными изменениями в номенклатуре изготавливаемых изделий, использование данного механизма либо будет высокозатратным, либо будет носить общий характер (работы будут соответствовать этапам КТПП [5]). В любом случае это сделает календарное планирование процессов КТПП неэффективным.

Повысить эффективность календарного планирования можно через автоматизацию синтеза WorkFlow-диаграмм. Для этого целесообразно использовать принципы управления конфигурацией изделия [6-8]. В этом случае в проектируемом изделии выделяются объекты конфигурации, которые обычно являются типовыми для предприятия, что позволяет осуществлять планирование процессов КТПП с достаточной степенью точности. Тогда проектируемое изделие можно представить:

Ри. = (Ок.,Св.^ос.,Т.^.,Тв.) i = 1,|Ри|,

где Ри - множество всех проектируемых на предприятии изделий; Ок. - множество объектов конфигурации i-го изделия; Св. - множество всех связей между объектами конфигурации (ОК) в архитектуре i-го изделия; Doc. - множество всех документов, создаваемых в процессе проектирования i-го изделия; Т. - трудоемкость проектирования i-го изделия; R. - другие виды расходов на проектирование i-го изделия; Тв. - время проектирования i-го изделия.

При этом каждый объект конфигурации имеет вид:

Ок = / ПГи,°ОО!],Тоои, KlJ \ Rooli,THli,TKli

І = 1, Ри , j = 1, ОКі

где ПГ. - проектная группа, ответственная за проектирование Ок..; DОкi. - множество всех документов, создаваемых в процессе проектирования Ок..:

ч

Vi = 1, Ри : Docl

Окі

U DOKlj

v j=1

Ток.. - трудоемкость изготовления объекта конфигурации Ок..:

V. = 1,|Ри|: Т. = Ти. + V Ток.. •

’II1 . . *

j=1

Rok.. - множество других видов расходов на

проектирование Ок..:

|Оц|

V. = 1,|Р^ : Ri = Rиi + XЯоки;

4=1

Тн., Тк. - время начала и окончания проектирования Ок..; Dиi - множество всех документов, непосредственно связанных с проектированием 1-го изделия; Ти. и Яи. - трудоемкость и другие виды расходов, непосредственно связанные с проектированием 1-го изделия.

Пример конфигурации станка класса ШлПС, выпускаемого на одном из предприятий Костромской области, приведен на рисунке 1.

Таким образом, становится возможным определение времени проектирования 1-го изделия:

VI = Х^Тв. = 8ир(Тк - Тцу),

х=1,|Ок1|

у=1,|Ок1|

«Связан с»

Корпус : Объект конфигурации £

Станина : Объект конфигурации

ЗакрЫваётся^ _ -«УСтаНо!

L* •*'" ^ ^ ■

іовлен на»

Рабочий орган : Объект конфигурации Система транспортера : Объект конфигурации

7

Привод шкурной ленты : Объект конфигурации

Натяжной привод : Объект конфигурации

¡«Связан о «Связан о

Утюжок : Объект конфигурации -п ■ -J 1 1

— Транспортер : Объект конфигурации

1 «Связан с» 1

Электродвигатель : Объект конфигурации

I «Связан о>

I

Вариатор : Объект конфигурации

___________I

I «Связан с»

Пылеотсос : Объект конфигурации (—

I

Рис. 1. Архитектура станка класса ШлПС

Для этого необходимо определить количество специалистов различного профиля, входящих в проектные группы:

ПГи = ^ГрМ])!1 = = 1,|Ок^|, где РГ. -

руководитель проектной группы ПГ.; Мс. - множество специалистов различного профиля, входящих в проектную группу ПГ..:

Мсн = I(Псик,Кснк,Тсш

uijk

k = 1,|Мсч| J:

i = 1,pH,j = IJOrJ,

где Пс..к - профиль соответствующих специалистов; Кс..к - количество специалистов соответствующего профиля, входящих в проектную группу; Тс..к - время выполнения ^го вида проектных работ для Ок..:

V. = !^й,V. = 1,Ок^:Ток. ~ ^(Тсцк • Кс.);

к=1

V. = 1,|РИ ,V. = 1,|Ок.|: Тки «Тн + Х^к .

к=1 ,|мс1.|

Таким образом, целью календарного планирования является определение для каждого ОК числа проектировщиков, необходимого для достижения максимального сокращения сроков проектирования всего 1-го изделия, а именно:

Vi = 1, Ри : Тв. ^ min . При решении данной задачи необходимо учитывать:

- для проектирования любого ОК может быть задействовано только ограниченное число проектировщиков:

V! = 1,|Ри| , V = 1,|Ок^ , Vk = 1,|Мсч |:

(Мн(Оки , Пс.к ) ^ Ксик ^ Мх(°ки , ПсЧк )),

где Мн(Ок., ПсЦк), Мх(Ок. , Пс. к) - минимальное и максимальное количество специалистов профиля Пс. к, необходимое для проектирования Ок..;

- штатное расписание предприятия также ограничивает число одновременно задействованных специалистов:

Vi = 1,|Ри| , Vj = 1,|О^| ,Vk = 1, Мсч|:

£К% < Кол (ПсЧк ),

х=1^Ок^[, y=1,|MCij|, Тн^=Т^х vТHij=ТKix,

Псijk =Пс>ху

где Кол(Пс¡jk) - количество специалистов профиля ПсЦк на предприятии;

- при планировании процессов проектирования необходимо учитывать связи, ранее определенные при построении архитектуры изделия:

CBij = ОКбу ,ОКоу,Тсвц i = 1,Ри,] = 1, CBi

V. = 1,|Ри|,VJ = 1,|Св.| ,3x,y = 1,|Ок.|:

'ОКб. = Ок., л ОКо. с Ок.у Лл

ч Л ТК,Х < ТН.у у

где ОКб.. - образующий элемент связи Св..;

ОКо - второй элемент связи Св..; Тсв. - тип об-ч г ч .

разуемой связи Св..

В соответствии с полученной моделью был разработан обобщенный алгоритм планирования процессов КТПП:

1. Оценка важности каждого ОК в изделии, выбор формы контроля качества проектных работ при его разработке, определение максимального количества итераций цикла его проектирования.

2. Определение «внешних» (по отношению к ОК) контрольных точек и формирование «внешних» итерационных циклов проектирования через:

- формирование квазиоптимального плана выполнения проектных работ при заданном количестве специалистов, для чего был использован «жадный» (GRASP) алгоритм с применением FFD (первоначально располагают в убывающем порядке) эвристики;

- определение квазиоптимального распределения проектировщиков для разработки ОК изделия, решаемая методом пошагового улучшения (рис. 2) первоначального плана, в котором для каждого ОК каждый вид работ выполняет только один проектировщик.

3. Определение количества задействованных проектировщиков.

4. Назначение непосредственных исполнителей проектирования ОК изделия, формирование проектных групп.

Предлагаемый алгоритм был опробован при планировании проектных работ для станка ШлПС-9 (рис. 1), в результате чего был сформирован сетевой план, представленный на рисунке 3. Проведенный экспертный анализ полученных результатов показал высокую эффективность предлагаемой системы, что позволяет рекомендовать ее для внедрения в условия мелкосерийных машиностроительных предприятий.

С

Формирование (GRASP) и оценка первоначального календарного плана

Выбор первоначального плана как лучшего

Начало итерации

Не лучше

Сравнение лучшего на итерации плана с лучшим

Увеличение в лучшем плане числа А соответствующих проектировщиков для текущего ОК на 1

Определение времени выполнения проектных работ для каждого ОК

Формирование (GRASP) и оценка текущего календарного плана

Сравнение текущего плана с лучшим на итерации

Выбор текущего плана как лучшего на итерации

Рис. 2. Схема алгоритма формирования сетевого плана проектных работ

Натяжной привод

>

Привод шкурной ленты

>

:>

Транспортер

>1

Вариатор

Станина

Корпус

>1

Изделие

>

Рис. 3. Схема расчета критического пути проектирования станка ШлПС-9

Библиографический список

1. Народнохозяйственные последствия при-

соединения России к ВТО: доклад национального инвестиционного совета и Российской академии наук. - 2002. - [Электр. ресурс]. - Режим доступа: http://www.tpprf.ru/img/uploaded/

2002081511411592.zip

2. ГОСТРИСО10006-2005. Системы менеджмента качества. Руководство по менеджменту качества при проектировании. - М., 2005.

3. Костров А.В. Основы информационного менеджмента: учеб. для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2008. - 512 с.

4. Яблочников Е.И. Реинжиниринг бизнес-процессов проектирования и производства: учеб. пособие / Е.И. Яблочников, В.И. Молочник, Ю.Н. Фомина.. - СПб. : СПбГУИТМО, 2008. - 152 с.

5. ГОСТ2.103-68. ЕСКД. Стадии разработки. -М., 1971.

6. Стародубов В. Управление конфигурацией: задачи, стандарты и реализация // CAD/CAM/CAE Observer. - 2006. - J№4 (28).- С. 30-33.

7. Теория и методы управления конфигурацией [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: http:// www.cals.ru/material/mater/UK.pdf

8. MIL-HDBK-61. Military handbook. Configuration management guidance. - 1997. - 205 p.

УДК 004.735: 007.3

Монахов Юрий Михайлович

кандидат технических наук

Абрамов Константин Германович

Владимирский государственный университет

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В СОЦИАЛЬНЫХ МЕДИА

В данной работе представлены результаты экспериментального исследования распространения нежелательной информации в социальных медиа. Рассматриваются классификации топологий социальных сетей, выявлены параметры для соотнесения топологии реальной сети с одним из классов. Предлагается алгоритм нахождения перколяционного кластера.

Ключевые слова: социальные сети, моделирование, перколяционный кластер, алгоритм.

В настоящее время существуют множество факторов, способствующих появлению массового распространения нежелательной информации в социальных медиа. Задача противодействия этим явлениям крайне актуальна, очень сложна и имеет множество аспектов, одним из которых является моделирование и методы предсказания. Самым простым подходом является использование классических эпидемиологических моделей, разработанных еще в XIX веке для изучения эпидемий инфекционных заболеваний и основанных на системах дифференциальных уравнений. Однако эти модели достаточно примитивны и не учитывают некоторых особенностей процесса. Существующие модели распространения обладают многими недостатками, разработка новых моделей актуальна и необходима для предсказания характера эпидемий и противодействия им.

Из анализа текущего состояния исследований в этой области [1; 3] можно сделать вывод о необходимости уточнения математических моделей распространения нежелательной информации.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

- составление набора моделей топологий сетей, предположительно применимых в рамках текущей проблемы;

- получение топологии участка реальной социальной сети;

- выявление классификационных признаков, достаточных для определения типа топологии социальной сети;

- определение модели топологии участка реальной социальной сети;

- получение результатов моделирования на реальной топологии;

- получение аналитического решения для SIR модели с учетом топологии сети;

- определение и проведение анализа перко-ляционного кластера.

В своих работах исследователи приводят различные классификации сетевых топологий и характерные для них свойства. По одной из классификаций [4], существует три класса сетей «тесного мира»: широкомасштабные сети, одномасш-