CC BY
6
УДК 658:001.895:621
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-245-246
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТ В РАМКАХ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ
А.А. Новикова, Ю.А. Темпель
Развитие методов математического анализа позволило принимать управленческие решения, во многом опираясь на прогнозируемые сильные стороны проекта, что влечет за собой преумножение его результативности. Новаторская деятельность в машиностроительной отрасли является основным инструментом развития организаций, повышая их конкурентоспособность и эффективность, при этом способствуя увеличению уровня инновационной активности страны в целом. В связи с этим, остается актуальным рассмотрение методологических основ проведения работ по планированию проектов в области разработки и внедрения технических и технологических новшеств. Цель исследования заключается в построении сетевой модели планирования, а также оптимизации работ инновационного проекта машиностроительной отрасли, связанного с разработкой и дальнейшей коммерциализацией устройства для создания металлического покрытия методом холодного напыления. Методами и средствами исследования выступают основы теории сетевого и календарного планирования, оптимизации процесса принятия управленческих решений в ходе осуществления координации деятельности в период реализации инновационных проектов, методы математического расчета, анализа и обобщения данных, а также оценки результатов. В статье представлены результаты работы в области планирования, направленные на реализацию инновационного проекта и представленные в качестве сетевой модели.
Ключевые слова: управление, планирование, машиностроение, сетевой график, инновационный проект, оптимизация работ.
Целью управления инновационным проектом, как процесса планирования, организации, координации действий и контроля за состоянием поставленных задач и оснащения, является своевременное достижение требуемого результата в условиях ограниченности ресурсов. В качестве основных барьеров в ходе его реализации выступают заданные потребительские характеристики нового продукта (услуги), которые являются базой для формирования экспертной группой проекта системы инженерных параметров, временной ресурс, материально-технические средства и информационные потоки.
Оптимизация рабочего процесса в рамках установленных границ реализации проекта является важным аспектом и во многом опирается на методы, способствующие рациональному использованию трудовых, материальных, информационных и иных видов ресурсов, а также подразумевающие под собой тотальный контроль над ходом проведения воплощением определенных раннее операций.
Современным способом управления проектами в рамках технической подготовки производства или создания и освоения сложной техники служит сетевое планирование, методология которого строится на базе PERT -анализа (Performance Evaluation and Review Technique), способах выявления критического пути оптимизируемого процесса [1,2].
В связи с выше сказанным, тема исследования является актуальной, о чем также свидетельствует анализ работ следующих авторов Желтенков А.В. [3], Михайлова Л.В. [4], Карпенко Н.И. [5], Титов В.В. [6]. В рамках своих трудов они рассматривают, инновационные подходы в области машиностроения к управлению проектами, их планированию, предлагают способы оптимизации операций по планируемым показателям и виды контроля фактических параметров.
Материал и методы исследования. В исследовании применялись основы теории сетевого и календарного планирования, оптимизации принятия управленческих решений при управлении инновационными проектами, методы математического расчета, анализа и обобщения данных, методы оценки результатов.
Результаты исследования и их обсуждения. Одной из составляющих методики PERT, как инструмента сетевого планирования, является расчет наиболее вероятного периода, который потребуется на выполнение конкретной операции.
Важной задачей управления также выступает выявление способов снижения стоимости проводимых работ. В рамках данного аспекта целевая функция исследования выражена минимизацией издержек и потерь при реализации инновационного проекта в машиностроении (1):
Vо=F(X)^ mm, (1)
где Vо - критерий издержек и потерь; F(X) - целевая функция, зависящая от факторов Х, выраженных показателями издержек и потерь.
Отсюда, критерий издержек и потерь по формуле (2)
n 2 n n n
+ £ Pi + £ И1 + £ ti, (2)
1=1 1=1 1=1 1=1
где Tmaxi - ожидаемая максимальная оценка продолжительности каждого i-ого этапа (работы) проекта; Tmlni - ожидаемая минимальная оценка продолжительности каждого i-ого этапа (работы) проекта; Pi - расходы, необходимые для каждого i-ого этапа (работы) проекта; И1 - издержки при реализации i-ого этапа (работы) проекта; ti - трудоёмкость при реализации i-ого этапа (работы) проекта.
Сетевые модели (графики) выполнения работ определяются математическими характеристиками, основные из которых представлены в табл. 1.
В табл. 1 представлены следующие обозначения: t£_y - длительность данной работы; tp^ - раннее начало последующей работы; tKp -критический путь; где t"^ - позднее начало последующей работы.
В процессе расчета ключевых параметров важно помнить, что позднее начало исходной работы должно быть равно нулю, это служит некоторым критерием правильности произведенных вычислений.
В рамках проводимого исследования определены ожидаемые затраты времени, финансовых и трудовых ресурсов до момента полной готовности предприятия к запуску производства первой партии продукции на примере хода реализации инновационного проекта по разработке и дальнейшей коммерциализации устройства для создания металлического покрытия методом холодного напыления [7,8]. Для решения данной задачи применялись инструменты сетевого планирования.
Первым этапом стал расчет длины критического пути. Для этого было необходимо произвести реструктуризацию проекта на отдельные операции (его декомпозицию) и установить взаимосвязи (зависимости) между ними. Продолжительность работ была определена в соответствии с имеющимся опытом участников. Полученные результаты частично представлены в табл. 2, в совокупности общее число этапов проекта насчитывает 92 операции.
Таблица 1
Математические характеристики сетевой модели планирования_
Математическая характеристика сетевого графика Расчетная формула
Наиболее ранний срок свершения события (работы), {РН С = шах(С;)
Раннее окончание предшествующей работы,
Частные резервы времени, 'i-i ~ i-k Li-i
Наиболее поздний срок свершения события (работы), {Р^ t?-z = t„p = max(0
Позднее начало завершающей работы, {рН = t -t П-Z Kp '-l—Z
Позднее окончание всех остальных работ, {РО tfj} = шт(^)
Позднее начало работ, in.H. _ j.n.0. i Li-i ~ Li-i Li-J
Общий резерв времени, □ fn.0. <.p.°. fn.H. fP.H. Kí-i Li-j Lt-f Li-j Lt-f
Таблица 2
Перечень проводимых работ __
Начальное событие Работа (Операция) Сущность работы Завершающее событие Длительность
- Разработка плана проекта 1 -
1 А1 Проведение первичного анализа рынка (определение типа, темпов роста емкости, 2 4
планируемой доли и иных параметров), на который планируется вступление
2 А2 Определение целевой аудитории (формирование портрета потенциального потребителя) 5 2
5 А3 Выявление конкурентов и их преимуществ 6 4
6 А4 Сводный анализ внешней среды предприятия (PEST-анализ,), учет рисков, разработка путей их минимизации 7 14
7 А5 Проведение проблемных интервью (не менее 10) с потенциальными потребителями 8 5
Анализ ключевых потребностей потребите-
8 А6 ля, исходя из данных, полученных в ходе проведения проблемного интервью 9 2
9 А7 Определение каналов сбыта и способов продвижения (формирование списка площадок) 10 4
1 Б1 Проектирование и конструирование геомет- 3 2
рии сопла
67 Г9 Закупка сырья и комплектующих в объеме, необходимом для создания первой партии продукции 70 1
70 Г10 Ожидание поставки 75 14
Расчет необходимого числа сотрудников,
67 С1 определение зон ответственности и формирование требований к кандидатам 68 3
68 С2 Размещение объявлений и работа с кандида- 73 30
тами
73 С3 Заключение трудовых договоров 75 2
68 П1 Поиск помещения 71 4
71 П2 Заключение договора аренды 72 7
72 П3 Переезд 73 7
На базе данных, представленных в табл. 2, учитывая существующие и потенциальные зависимости между операциями, а также невозможность наступления какого-либо события, пока не свершится предшествующее, непосредственно влияющее на его ход, была построена сетевая модель планирования инновационного проекта в области машиностроения, представленная на рисунке.
Опираясь на полученную информацию, по формулам, обозначенным в табл. 1, были определены общие и частные резервы времени, на основе которых сформировался критический путь проекта. Его продолжительность составила 461 день. Общие и частные резервы времени представлены в качестве дроби, расположенной над наименованием работы.
В соответствии с сетевой моделью стало возможным выявить в какие моменты времени наблюдается недостаток трудовых ресурсов. В большинстве своем данная тенденция наблюдается на стадиях тестирования продукта, а также анализа целевой аудитории и рынка в целом. Важно отметить, что именно эти операции находятся на крити-
ческом пути, соответственно, стоит уделить особое внимание поиску компетентных кадров, потенциально задействованных в данных процессах, еще на стадии разработки плана проекта, чтобы снизить риск увеличения сроков реализации.
И ЗА ЗчЧ И Я
Сетевая модель планирования инновационного проекта в машиностроении
Выводы. При проведении исследования установлено, что:
1. Методы сетевого планирования позволяют не только выстроить план работ, определить ключевые позиции, на продолжительность которых в процессе реализации стоит уделять повышенное внимание, но и проанализировать иные аспекты, что позволит повысить эффективность хода работ.
2. Построена сетевая модель для хода реализации инновационного проекта в области машиностроения на примере разработки и дальнейшей коммерциализации устройства для создания металлического покрытия методом холодного напыления, на базе которых установлены моменты, требующие пристального внимания и большого объема ресурсов.
3. Было выявлено, что продолжительность критического пути (всего проекта) в рамках реализации задуманного составила 461 день.
Список литературы
1.Швецова Л. Титов В.В. Н. Проектный практикум: учеб. пособие. Красноярск, Красноярский государственный аграрный университет, 2016. 107 с.
2.Фридлянов М.А. Методы и приемы управления проектами в сфере промышленного производства // Проблемы рыночной экономики, 2017, №3. С. 17-24.
3.Желтенков А.В. Развитие систем стратегического управления в промышленных организациях / А.В. Жел-тенков, М.А. Федотова // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Экономика. 2012. № 3. С. 77-81.
4.Михайлова Л.В., Сазонов А.А., Петров Д.Г. Особенности применения методов сетевого планирования при управлении проектами на предприятиях машиностроения // Вестник университета. № 1. 2017. С. 10-13.
5.Карпенко Н.И. Управление инновационными проектами // Трибуна ученого. 2020. № 7. С. 240-247.
6. Титов В.В., Безмельницын Д.А. Организация управления сложным производством на основе моделей оперативно-календарного и сетевого планирования // Экономика. Профессия. Бизнес. 2020. № 2. С. 93-100.
7.Писарев Д.Е. Математическое моделирование геометрических параметров сопла Лаваля // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XX международной научно-технической конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека», проведенной в рамках Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, 2022. С. 212-216. EDN VCRIXG.
8.Писарев Д.Е., Митрохин С.И. Использование специальных отверстий в сопле Лаваля для изменения скорости воздушного потока // Материалы Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева: сборник статей Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева. Том 2. Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2023. С. 255-258. EDN CMWJTC.
247
Темпель Юлия Александровна, канд. техн. наук, доцент, tempeliulia@mail.ru. Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет.
Новикова Анна Александровна, студент, Novikovaaa@ltyuiu.ru. Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет
METHODOLOGICAL BASIS FOR PLANNING AND OPTIMIZATION OF WORKS WITHIN THE FRAMEWORK
OF INNOVATIVE PROJECTS IN ENGINEERING
Novikova А.А., Tempel Yu.A.
The development of methods of mathematical analysis made it possible to make managerial decisions, largely based on the projected strengths of the project, which entails an increase in its effectiveness. Innovative activity in the engineering industry is the main tool _ for the development of organizations, increasing their competitiveness and efficiency, while contributing to an increase in the level of innovative activity of the country as a whole. In this regard, it remains relevant to consider the methodological _ foundations _ for carrying out work on planning projects in the field of development and implementation of technical and technological innovations. The purpose of the study is to build a network planning model, as well as to optimize the work of an innovative project in the engineering industry associated with the development and further commercialization of a device for creating a metal coating by cold spraying. The methods and means of research are the fundamentals of the theory of network and scheduling, optimization of the process of making managerial decisions in the course of coordinating activities during the implementation of innovative projects, methods of mathematical calculation, analysis and generalization of data, as well as evaluation of results. The article presents the results of work in the field of planning aimed at the implementation of an innovative project and presented as a network model.
Key words: management, planning, mechanical engineering, network diagram, innovative project, work optimization.
Tempel Yulia Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, tempeliulia@mail. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,
Novikova Anna Alexandrovna, student, Novikovaaa@tyuiu. ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University
УДК б55.222.З4З
DOI: 10.24412/2071-б1б8-202З-7-248-249
ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ЗАКАЛКИ ПЛАСТИКОВЫХ СТЕРЖНЕЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ FDM-ПЕЧАТИ
Д.Е. Писарев, С.И. Митрохин, A.C. Губенко, О.А. Темпель
Аддитивное производство в настоящий момент времени широко применяется в различных сферах и отраслях. Технологии, применяемые в рамках аддитивного производства, обладают преимуществами, такими как экономия сырья, возможность изготовления изделий со сложными геометрическими параметрами, сокращение времени и трудовых затрат на создание проектной документации и другое. Статья посвящена исследованиям по термической закалке пластиковых стержней, напечатанных по технологии FDM-печать. За основу взяты три вида пластика и сделаны выводы по результатам эксперимента.
Ключевые слова: аддитивное производство, технологии печати, пластик, термическая обработка, максимальное усилие, ABS, PETG, PLA.
Рассматриваемая технология FDM-печать является наиболее распространенной и применяется на нред-приятиях промышленности с изготовлением больших партий различных объектов. Данный вид технологии позволяет сократить временные и трудовые ресурсы на создание сопроводительной документации при изготовлении изделия и является доступной.
Однако, технология имеет недостаток в высокой шероховатости получаемой поверхности за счет натеков, неровных углов и краев.
Для устранения данной проблемы или минимизации шероховатости осуществляется термическая обработка пластика, а именно закалка.
Тема является актуальной, что подчеркивается исследованиями авторов в работах [1-5], в которых представлены исследования ударопрочности изделий, напечатанных на 3D-принтере [4], исследования комплекса характеристик базовых материалов для FDM технологии аддитивного синтеза. Физико-механические и теплофизические свойства [5].
В работе закалка осуществляется в пределах температуры стеклования - температуры, нри которой не кристаллизующееся или не успевающее закристаллизоваться вещество становится твердым, переходя в стеклообразное состояние - начиная от нижнего порога температуры стеклования и немного повышая температуру.
Данное решение обосновывается тем, что при нагреве изделия из пластика выше температуры стеклования, материал сохраняет свои свойства и не крошится при ударе или изгибе.
Материал и методы исследования. В работе использовались компьютерные технологии: Компас-3D, Ultimate Cura и MS Excel, универсальная разрывная машина, методы обобщения информации.
248
