CC BY
97
МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭКОНОМИКЕ
УДК 658.7
А. А. Александров
ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ
Рассматриваются вопросы создания интегрированной информационной среды и основы концепции логистической поддержки жизненного цикла продукции. Исследуется взаимодействие основных участников жизненного цикла продукции в едином информационном поле. Разработана принципиальная функционально-алгоритмическая схема информационной системы поддержки жизненного цикла продукции на этапе эксплуатации.
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: жизненный цикл, интегрированная информационная
среда, интегрированная логистическая поддержка, информационная поддержка жизненного цикла изделия, подсистема эксплуатации.
Многообразие процессов в ходе жизненного цикла (ЖЦ) продукции и необходимость их интенсификации требуют активного информационного взаимодействия субъектов (организаций), участвующих в создании и эксплуатации изделий машиностроения. С ростом числа участников ЖЦ растет объем используемой и передаваемой информации.
В табл. 1 систематизированы процессы обмена информацией об изделии, ключевых процессах и используемых ресурсах в ходе ЖЦ продукции.
Потребность в создании интегрированной системы поддержки ЖЦ изделия и систематизации информационного взаимодействия компонентов такой системы привела к необходимости создания интегрированной информационной среды (ИИС). В основе ИИС лежит использование открытых архитектур, международных стандартов, совместное использование данных и апробированных программно-технических средств.
Круг конкретных задач, решаемых в результате создания современной ИИС, включает в себя:
— объединение в единое информационное пространство большого числа территориально удаленных друг от друга объектов и подразделений компании;
— высокоскоростную передачу по каналам связи любых видов информационных потоков;
— поддержку деятельности всех подразделений и объектов предприятия;
— автоматизацию всех технологических и бизнес-процессов компании, оперативный контроль и управление процессами производства, транспортировки и сбыта, взаиморасчетов с потребителями и поставщиками, управление персоналом и т.д., а также мощные средства обработки и анализа получаемой информации, расчет плановой и фактической себестоимости продукции;
— обеспечение необходимого уровня безопасности и защиты информационных ресурсов предприятия.
Новые информационные технологии позволили добиться существенных достижений в области автоматизации и информационной интеграции в процессах проектирования и производства техники. Больше внимания стало уделяться вопросам,
Таблица 1
Информационные процессы в среде в ЖЦ продукции
Субъекты/ участники ЖЦ продукции Ключевые процессы ЖЦ продукции
Маркетинг Проектирование продукции Закупки, производство Упаковка и хранение Реализация Эксплуатация
Заказчик И, П И И п, р
Разработчик И, П И, П, Р И, П И И, П И, П, Р
Производитель И, П, Р И, П, Р И, П, Р И
Дистрибьютер И, П И, Р
Потребитель И, П, Р
Поставщик И, П, Р И, П, Р И, П, Р И, П, Р
Сервисные организации И И п, р
Обозначения: И — данные об изделии; П — данные о процессах; Р — данные об используемых ресурсах.
связанным с информационной и организационной поддержкой эксплуатационного этапа ЖЦ изделий (это следует из табл. 1), проблеме организации и взаимодействия участников постпродажных процессов, в частности, таких как закупка и поставка, ввод в эксплуатацию, наладка, монтаж, эксплуатация, гарантийное и сервисное обслуживание, техническое обслуживание и ремонт, поставка запасных частей и др. В западной терминологии перечисленные стадии объединяются понятием интегрированной логистической поддержки (ИЛП), являющейся важной составной частью концепции CALS.
Физическая реализация системы ИЛП представляет информационно-организационное сопровождение ЖЦ изделия, т.е. совокупность организационных документов, выполняемых процессов и соответствующих компьютерных систем.
На рис. 1 приведена общая схема системы информационного обеспечения ИЛП ЖЦ изделий машиностроения. На схеме выделены следующие блоки: агрегат (или конечное изделие), системы диагностики, системы сбора, накопления и хранения информации, блоки анализа и принятия решения, средства связи.
Каналы связи могут быть реализованы на основе стандартов построения локальных сетей на витой паре или оптоволокне. В зависимости от расстояний до центра обработки информации не исключен вариант использования спутниковых систем. Основной задачей здесь является построение общего информационного пространства между всеми участками. Безусловно, в эпоху глобализации и компьютеризации фундаментом для построения подобного информационного пространства может послужить глобальная сеть Internet.
В блоках обработки и анализа по мере обработки информационного потока формируются алгоритмы для управленческих решений, осуществляется постоянное заполнение хранилища цепочками "исходные данные-принятие решения-результат", что в дальнейшем способствует стандартизации происходящих событий и снижению времени реакции системы на внештатные ситуации. Следует признать, что матема-
Рис. № 1 Система информационного обеспечения ИЛИ ЖЦ
Рис. 1. Система информационного обеспечения ИЛП ЖЦ
тические модели для подобного анализа представляют собой широкое поле деятельности для многих научных работников, а сам процесс накопления статистических данных весьма растянут во времени и требует серьезных финансовых вложений в НИОКР, однако, по опыту зарубежных предприятий, после внедрения такая система довольно быстро окупается.
На рис. 2 приведена схема взаимодействия участников ЖЦ продукции в общем информационном поле. Здесь более четко показаны место и роль именно логистической поддержки ЖЦ в структуре организации взаимосвязей между участниками. Показаны основные задачи, решаемые информационной системой (ИС). Взаимодействие с сервисными и ремонтными службами в процессе эксплуатации выделено в отдельный цикл.
На рис. 3 структура ИС показана более подробно, выделены основные блоки внутри системы, показаны схемы взаимодействия между внутренними блоками и внешними агентами.
Выбор стратегии и программы технического обслуживания обуславливается степенью критичности отказов основных элементов изделия. Для промышленного оборудования предлагается использовать следующие категории критичности:
Группа А — оборудование, выполняющее основную функцию, например выработку или коммутацию электрической энергии, или обеспечивающее энергетическую безопасность. Останов актива приводит к существенным потерям мощности или снижает безопасность и надежность до критического уровня (по РД 153-34.020.801-2000 — АВАРИЯ и ИНЦИДЕНТ).
Группа В — оборудование, поддерживающее основное производство, важный (критичный) компонент основной производственной единицы. Останов актива снижает выработку или нарушает коммутацию электрической энергии либо снижает безопасность и надежность до потенциально опасного уровня или является причиной проведения дополнительных действий (переключений, изменений режимов работы, включения резервного оборудования) для предотвращения снижения выработки или нарушения коммутации электрической энергии, или снижении безопасности и надежности.
Рис. 2. Схема взаимодействия участников ЖЦ
Рис. 3. Основные элементы ИС ИЛП ЖЦ
Группа С — не основной (вспомогательный) актив. Останов актива никак не отражается на основном производстве (выработке или коммутации электрической энергии) или снижении безопасности и надежности.
Конечную форму можно представить в форме табл. 2
На рис. 3 отдельным блоком указан модуль анализа диагностических данных, в котором происходит определение стратегии и программы ремонта на основе ЭЭД (электронной эксплуатационной документации на изделие), матрицы "тип оборудования-критичность" и фактических режимов и параметров эксплуатации. В этом модуле также формируются решения о дальнейших действиях относительно подсистем ТОиР (технического обслуживания и ремонта) и МТО (материально-технического обслуживания).
Таблица 2
Тип оборудования Категория критичности оборудования Программа проведения ТО
по отказам по регламенту (плановое) по фактическому состоянию (на основе диагностики)
А — актив, выполняющий основную функцию
В — актив, поддерживающий основное производство, важный (критичный) компонент основной производственной единицы
С — не основной (вспомогательный) актив
Рис. 4. Схема движения информационных потоков между участниками ИЛП ЖЦ (МТО + ТОИР)
Основные информационные потоки и направления их движения показаны на рис. 4. Здесь можно увидеть взаимосвязь в ИС ИЛП ЖЦ двух подсистем: подсистемы эксплуатации и подсистемы МТО и ТОиР. Под "управляющим воздействием" понимается изменение параметров (режимов) функционирования или проведение ремонтно-восстановительных (или каких-либо других видов) работ.
Организационные взаимосвязи подсистемы эксплуатации и подсистем ТОиР и МТО показаны на рис. 5. Здесь дополнительно указан контур взаимодействия системы с персоналом, выполняющим, в данном контексте, роль систем внешнего мониторинга.
Рис. 5. Схема организационных связей процесса эксплуатации и процессов МТО + ТОИР
Фильтр «Критичность -Тип оборудования - вид работ»
Фильтр «Критичность -Тип оборудования -вид работ»
Расчет обм -роков, мов
Заказ необходимого
II 1|| пение рса
Ремонтные организации
Завод, распред. центр
Состояние
запасов (локальный склад)
Рис. 6 Принципиальная схема работы ИС ИЛП ЖЦ
Принципиальная функционально-алгоритмическая схема информационной системы представлена на рис. 6, где показана взаимосвязь основных элементов на уровне системы, показаны информационные потоки и их значения.
Первый канал (канала получения статистических данных) информация формируется на основании накопления данных с начала функционирования изделия. Данный канал на выходе может иметь сигналы для расчета следующих статистических величин (например): вероятности безотказной работы (вероятность отказа), средней наработки до отказа, средней наработки на отказ, коэффициент готовности и т.д.
Во втором канале проводится съем сигнала непосредственно с узлов и агрегатов изделия, т.е. в каждый момент времени имеется значение одного из технических параметров. После съема сигнала происходит проверка сигнала по уровню относительно полей допуска. В результате формируется сигнал "норм" либо "отказ по уровню".
Множественный съем подобных сигналов с элементов изделия позволяет построить функцию (вектор) состояния системы, анализируя и прогнозируя поведение которой, можно в любой момент времени сказать о характере происходящих внутри системы процессов, есть ли тенденции к возникновению отказов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бром А. Е., Колобов А. А., Омельченко И. Н. Интегрированная логистическая поддержка жизненного цикла наукоемкой продукции: Учебник / Под ред. А.А. Колобова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
2. Бром А. Е., Александров А. А. Специфика структуры, длительности и учета затрат жизненного цикла наукоемкой продукции // Известия вузов. Машиностроение. - 2008. - № 4.
3. С у д о в Е. В., Л е в и н А. И., П е т р о в А. В., Ч у б а р о в а Е. В. Технологии интегрированной логистической поддержки изделий машиностроения. - М.: ООО Издательский дом "ИнформБюро", 2006. - 232 с.
Статья поступила в редакцию 12.09.2011
Александров Александр Анатольевич — канд. техн. наук, доцент кафедры "Промышленная логистика" МГТУ им. Н.Э. Баумана.
A.A. Aleksandrov — Ph. D. (Eng.), assoc. professor of "Manufacture Logistic" department of the Bauman Moscow State Technical University.
