Научная статья на тему 'Подход к созданию расширенного предприятия для выпуска инновационной продукции'

Подход к созданию расширенного предприятия для выпуска инновационной продукции Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
248
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСШИРЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ / ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА / ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО / PDM-СИСТЕМА / VIRTUAL ENTERPRISE / PRODUCTION PREPARATION / INFORMATION TECHNOLOGIES / COMMON INFORMATION SPACE / PDM-SYSTEM

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Грибовская А.А., Грибовский А.А., Яблочников Е.И.

Сложность объединения большого количества разнородных участников рыночных отношений препятствует широкому распространению современных форм кооперации предприятий в сфере производства современной продукции. Рассмотрены задачи построения расширенного предприятия, предложена методика организации взаимодействия заказчиков и исполнителей в едином информационном пространстве на уровне совместного использования информации о выпускаемом продукте, его структуре, составе выполняемого проекта в целом и управления их взаимодействием. Описана возможность организации расширенного предприятия для высокотехнологичных инновационных производств на примере платформы аддитивного производства.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экономике и бизнесу , автор научной работы — Грибовская А.А., Грибовский А.А., Яблочников Е.И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

An approach to creation of virtual enterprise for innovative production

The problems of expanded enterprise creation are considered, methods of organization of interaction between the customers and the performers in a common information space at the level of sharing information on the let-out product, its structure, structure of a current project in general, and managements of their interaction is proposed. The possibility of organization of virtual enterprise for hi-tech innovative productions is described by the example of a platform of additive production.

Текст научной работы на тему «Подход к созданию расширенного предприятия для выпуска инновационной продукции»

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

УДК 004.4'22:67.05 DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-10-867-873

ПОДХОД К СОЗДАНИЮ РАСШИРЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА ИННОВАЦИОННОЙ ПРОДУКЦИИ

12 2 А. А. Грибовская1, А. А. Грибовскии2, Е. И. Яблочников2

1ООО „Диалог ИТ", 194044, Санкт-Петербург, Россия

2Университет ИТМО, 197101, Санкт-Петербург, Россия E-mail: eugeny@beepitron.com

Сложность объединения большого количества разнородных участников рыночных отношений препятствует широкому распространению современных форм кооперации предприятий в сфере производства современной продукции. Рассмотрены задачи построения расширенного предприятия, предложена методика организации взаимодействия заказчиков и исполнителей в едином информационном пространстве на уровне совместного использования информации о выпускаемом продукте, его структуре, составе выполняемого проекта в целом и управления их взаимодействием. Описана возможность организации расширенного предприятия для высокотехнологичных инновационных производств на примере платформы аддитивного производства.

Ключевые слова: расширенное предприятие, подготовка производства, информационные технологии, единое информационное пространство, PDM-система

Введение. В настоящее время все большее распространение получают современные формы организации предприятий — кластеры, расширенные (виртуальные) предприятия, — в силу того что объединение в одном проекте позволяет сократить производственные затраты и получить доступ к новым ресурсам. Но эффективная организованная кооперация предполагает использование специальных методологий и технических решений для организации коллективной работы географически разнесенных многопрофильных участников предприятия на период выполнения заказов, а также решения целого спектра задач — от обработки и анализа заказов до выбора оптимальных исполнителей этих заказов. А поскольку речь идет об объединении нескольких независимых организаций не с юридической точки зрения, а только с целью совместной разработки и производства изделия, то пока не разработаны методы и алгоритмы решения задач подготовки производства и самого производства в условиях расширенного предприятия.

Выпуск конкурентоспособного инновационного продукта требует привлечения новых технологий, интегрированных с CAD/CAM/CAE-системами, применения PDM-систем для организации хранения и управления данными, используемыми на различных этапах жизненного цикла изделий (ЖЦИ). Инновационные компании, малые, средние и даже крупные промышленные предприятия, специализируясь на определенных задачах, решаемых на этапах ЖЦИ, и обладая уникальными компетенциями, не всегда имеют в распоряжении необходимые ресурсы для создания конечного продукта. Объединение усилий таких предприятий, ориентированных на использование передовых технологий, позволит организовать конструкторскую

и технологическую подготовку производства и само производство современной продукции на качественно новом уровне. Это весьма актуально для приборостроительной отрасли, ключевой в модернизации промышленного производства в России.

Совместная работа предприятий осложняется отсутствием системных решений по подготовке кооперационной сети для реализации проектов усилиями нескольких организаций: предприятиям необходимо взаимодействовать в едином информационном пространстве (ЕИП), осуществлять конфигурирование технологической цепочки исполнителей и управлять проектами [1]. Таким образом, требуется детальная проработка механизмов взаимодействия компаний и создание методик, позволяющих менеджерам быстро принимать объективные решения относительно участия в совместном производстве продукта.

В настоящее время готовых решений, полностью отвечающих требованиям управления процессами, ресурсами и информацией в распределенной среде, не существует.

Задачи построения расширенного предприятия. Совместная кооперационная сеть подразумевает объединение на базе информационных технологий географически удаленных организаций и предприятий. Компаниям необходимо организовать совместное использование информации о выпускаемом продукте, его структуре, составе выполняемого проекта в целом и управление их взаимодействием. С этой целью следует обеспечить взаимодействие участников проекта в ЕИП [2] с возможностью получить в режиме реального времени необходимую информацию о текущих проектах, документах, моделях, расчетах и их исполнителях.

Для обеспечения консолидации информации между участниками расширенного предприятия должны быть решены следующие задачи (рис. 1).

Фазы

Подготовка кооперационной сети

Конф к г ч'рироЕанне ВП

Управление проектами

Рис. 1

1. Задача подготовки к кооперации: организация сети участников расширенного предприятия. Информационная система расширенного предприятия (ИСРП) является не просто формой, объединяющей потенциальных участников, а представляет собой организацию более высокого уровня. ИСРП является открытой сетью, в которой организатор не только управляет участниками, а создает среду и механизмы для ее функционирования [3].

2. Задача конфигурирования кооперационной сети: формирование пакетов заказов, поиск потенциальных исполнителей, назначение исполнителей [4]. Функционирование расширенного предприятия предполагает постоянный поиск наиболее выгодных и надежных парт-

Задачн

поиск партнёров; формирование партнёрских отношений; построение инт егрир ованной распределенной среды анализ заказа и подготовка проекта; регистрация проекта: анализ предложений и подбор исполнителей: формирование сетезого графика;

оформление договорных документов.

планирование проектов; разработка графиков \VorkFloiv;

создание и управление проектами е РОМ.

Предоставлвни е ресурсов центров коллективного пользования:

■ инженерный анализ (САЕ);

1 проютипирование;

■ ЧПУ: САБ 'САМ, КИМ и др._

Переподготовка и повышение квалификации специалистов

Формирование ИКТ-ин фрастрз ™ ры

Формирование баз данных:

• технологии;

• профили предприятий:

• проекты

• оборудование

Проведение с&улняров

Разработка портала сети кооперации

Подготовка специалистов

неров для производства новых изделий. Качество распределения заказов на выполнение работ зависит не только от выбора исполнителей, но и от особенностей формирования пакетов заказов. Задачи анализа ресурсов и загрузки мощностей предприятия, с точки зрения эффективности выполнения заказов, так же как и задачи формирования пакетов заказов и выбора исполнителей, не имеют универсальных методов решения, поскольку должны в большой степени опираться на специфику рассматриваемой предметной области.

На сегодняшний момент существуют специальные системы, базы данных которых отражают достаточно полную информацию о ресурсах компаний различных отраслей промышленности. Использование подобных систем, во-первых, позволяет предприятию при поиске соисполнителей заказа потратить гораздо меньше времени на сбор информации о компетенциях потенциальных участников кооперации, чем при поиске по сайтам компаний. Во-вторых, большинство порталов не просто представляют собой обновляемую базу данных производственных возможностей промышленных предприятий, но и позволяют автоматически вести анализ ресурсов зарегистрированных компаний. Однако ни одна из проанализированных авторами настоящей статьи систем не позволяет принимать и хранить проекты изделия в электронном виде, поскольку вся накопленная информация по изделию, производством которого занимались различные компании, остается у этих участников. Таким образом, обмен информацией не происходит.

Нужно отметить, что конфигурирование кооперационной сети предлагается осуществлять следующим образом:

— после формирования партнерского окружения происходит регистрация предприятий в ИСРП с указанием роли организации, специалистов, имеющихся ресурсов. Анализ этих характеристик позволит выявить потенциальных исполнителей. Предприятия не всегда могут (хотят) описывать признаки в формализованном виде. Для преодоления этой проблемы предлагается использовать методы нечеткой логики. Системы нечеткого вывода выполняют решение задачи с этапа фаззификации до этапа дефаззификации, пользователь должен сформировать базу правил нечетких продукций, предварительно определив и описав набор лингвистических переменных. Далее по результатам выполнения системой процедуры нечеткого вывода пользователь принимает решение на основании численных значений выходных переменных [5];

— поступление заказа в расширенное предприятие сопровождается анализом первичной информации и его регистрацией с указанием принадлежности к типу согласно классификации;

— предприятиям по результатам автоматизированного анализа характеристик заказа отправляются уведомления о поступлении заказа. Ознакомившись с характеристиками заказа, предприятия регистрируют в ИСРП свои предложения с указанием условий реализации заказа;

— автоматический расчет рейтинга компаний для окончательного выбора компании осуществляется с помощью многоагентной системы [6]. Программные агенты выполняют анализ услуг и ресурсов предприятий для поиска потенциальных исполнителей; упорядочивание предприятий по „привлекательности" условий реализации заказа [7]. Агент может заниматься отработкой принимаемых сообщений и посылкой сообщений другим агентам, планированием действий, согласованием действий с другими агентами.

Рассмотрим функции программных агентов А, В, С и Б (рис. 2). Задача агента класса А — выявление круга потенциальных исполнителей для некой работы и рассылка им уведомлений о появлении нового заказа Z. При получении такого сообщения предприятие-партнер может ознакомиться с более подробной информацией о предлагаемой работе на сайте компании-заказчика. Кроме того, агент А должен активировать к работе и обеспечить входными данными агентов классов В и С. Агент В, в свою очередь, анализирует предложения о реализации заказов от потенциальных исполнителей и рассчитывает приоритет этих компаний как

потенциальных партнеров. Далее агент класса С после интервала времени, отведенного для ожидания сведений от В, собирает информацию о заказах (а также потенциальных исполнителях и рейтингах этих компаний) и применяет критерий оптимизации (в простейшем случае — выбор предприятия с максимальным значением рейтинга). В заключение агент класса Б составляет отчет, включающий информацию о заказах, их потенциальных исполнителях в целом по проекту и рейтингах этих исполнителей.

Рис. 2

3. Задача управления проектами подготовки производства изделий. В процессе подготовки производства изделий используется большой объем информации, применяются различные инструментальные средства и информационные системы. В условиях кооперации предприятий успех совместного проекта зависит от действий всех участников. Отсутствие централизованного управления данными, процессами и специалистами организаций приведет к возникновению неопределенностей по многим показателям (и как следствие, к увеличению рисков), будет препятствовать эффективному комплексному решению всех задач подготовки производства.

Управление проектами предлагается осуществлять на основе методологии Workflow, которая позволяет организовать среду для эффективного и безопасного управления данными и процессами.

Таким образом, функционирование расширенного предприятия предполагает: текущее взаимодействие (информационные, образовательные, инженерные услуги участников кооперации), конфигурирование расширенного предприятия (анализ заказа и подготовка проекта, анализ предложений и выбор исполнителей), управление проектами.

Необходимые условия построения информационной среды расширенного предприятия:

1) все участники работают в ЕИП, построенном с использованием системы централизованного управления данными, обеспечивающей оперативный обмен информацией и согласование работ участников проекта. Исходя из этого требования участникам кооперации организован доступ к ЕИП через сеть Интернет. Такой доступ может быть организован на основе прямого подключения или удаленного сеанса, в том числе с использованием подходов IaaS (Infrastructure-as-a-Service) или SaaS (Software-as-a-Service);

2) предприятия, работающие в единой среде, соблюдают определенный регламент:

— обучены корректной работе в ИСРП;

— основные бизнес-процессы реализации проектов организованы в соответствии с workflow (разработка и согласование документации, делопроизводство);

— отсутствует возможность несанкционированного доступа к информации ЕИП (доступ к данным осуществляется в соответствии с должностными инструкциями сотрудников организаций);

3) существует БД с информацией по всем участникам кооперационной среды (компетенции исполнителей, ресурсы, история работы). Предприятия постоянно поддерживают свой персональный раздел (обновляют, корректируют, согласовывают информацию).

Организация расширенного предприятия в области цифрового производства. Описанные подходы предназначены, в первую очередь, для высокотехнологичных инновационных производств, которые, как правило, требуют подключения территориально распределенных центров. Наглядным примером реализации такого подхода является платформа аддитивного производства (additive manufacturing; производство изделий на основе послойного наращивания материалов), формирующаяся путем объединения множества центров, которые, хотя и имеют инновационное оборудование и передовые знания и разработки, но по отдельности не могут реализовать комплексный проект, связанный с использованием или внедрением технологий аддитивного производства.

На основе подходов к построению расширенного предприятия в рамках программы развития Университета ИТМО разработана методика, определяющая принципы создания и функционирования открытой платформы аддитивных технологий на базе отечественных центров в этой области. Основная идея методики состоит в том, что центры аддитивных технологий объединяются в виртуальной среде, которой предоставляют свои ресурсы. В результате любая представленная задача анализируется и становится основой для формирования расширенного предприятия в рамках единой платформы. Объединение способствует реализации комплексных проектов, так как каждый центр работает в своей конкретной области и обладает ограниченными ресурсами. Использование подхода на основе интегрированной среды позволяет динамически перераспределять нагрузку как на оборудование, так и на специалистов, которые могут с ним работать [8].

Заключение. Предлагаемый в настоящей статье подход к созданию информационной системы расширенного предприятия позволяет разрабатывать изделия и подготавливать их производство в условиях постоянной кооперации. Предложенный метод построения ИСРП обеспечивает организацию расширенного использования ресурсов. Он был успешно применен в проекте изготовления оптических изделий на основе современных информационных технологий [9].

В результате исследования выявлено, что перспективным направлением развития предлагаемых методик организации ИСРП является переход к технологиям Web 2.0, таким как IaaS или SaaS. При этом использование облачных сервисов обеспечивает гибкое распределение ресурсов и организацию взаимодействия с ЕИП, что существенно увеличивает спектр компаний и предприятий, которые могут участвовать в кооперации. Модель SaaS позволяет использовать программное обеспечение как услугу, благодаря чему участник быстро может войти в кооперацию и начать работать над общими проектами. Возможности модели IaaS обеспечивает предоставление вычислительных ресурсов в виде сервиса, что позволяет растущей компании перейти на новую ступень использования облачных технологий. За счет применения IaaS предприятие может создать собственную информационную инфраструктуру в виртуальной среде, что обеспечит большую гибкость, безопасность и упростит масштабирование и переход на собственные ресурсы в будущем. В результате по мере вовлечения участника

в кооперацию может осуществляться постепенное масштабирование, что обеспечит максимально комфортные условия работы и взаимодействия в рамках ЕИП.

список литературы

1. Яблочников Е. И., Фомина Ю. Н., Саломатина А. А. Организация технологической подготовки производства в распределенной среде // Изв. вузов. Приборостроение. 2010. Т. 53, № 6. С. 12—16.

2. Афанасьев М. Я., Грибовский А. А. Организация единого информационного пространства виртуального предприятия // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. Вып. 6(11). С. 114—118.

3. Яблочников Е. И., Молочник В. И., Саломатина А. А. Комплексное использование баз знаний в автоматизированных системах технологической подготовки производства // Изв. вузов. Приборостроение. 2010. Т 53, № 6. С. 51—54.

4. Саломатина А. А., Субботин И. А., Яблочников Е. И. Разработка алгоритма формирования пакетов заказов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2010. Вып. 5(69). С. 72—75.

5. Афанасьев М. Я., Филиппов А. Н. Применение методов нечеткой логики в автоматизированных системах технологической подготовки производства // Изв. вузов. Приборостроение. 2010. Т. 53, № 6. С. 38—42.

6. Афанасьев М. Я., Саломатина А. А., Алёшина Е. Е., Яблочников Е. И. Применение многоагентных технологий для реализации системы управления виртуальным предприятием // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. Т. 11, № 5. С. 105—109.

7. Lotfi Sadigha B., Arikanb F., Ozbayoglub A. M., Unverc H. O., Kilicd S. E. A Multi-agent system model for partner selection process in virtual enterprise // Procedia Computer Science. 2014. Vol. 36. P. 367—372. DOI:10.1016/j.procs.2014.09.007

8. Wua D., Rosena D. W., Wang L., Schaefer D. Cloud-based design and manufacturing: A new paradigm in digital manufacturing and design innovation // Computer-Aided Design. 2015. Vol. 59. P. 1—14. D0I:10.1016/j.cad.2014.07.006.

9. Yablochnikov E. I., Vasilkov S. D., Andreev Yu. S., Pirogov A. V., Tretyakov S. D. An integrated approach to development and simulation manufacturing processes of optical products // Management and Production Engineering Review. 2015. Vol. 6. P. 94—103.

Сведения об авторах Анна Алексеевна Грибовская — канд. техн. наук; ООО „Диалог ИТ";

E-mail: salomatina.anna@gmail.com Андрей Александрович Грибовский — канд. техн. наук; Университет ИТМО; кафедра технологии приборостроения; E-mail: griandrey@gmail.com Евгений Иванович Яблочников — канд. техн. наук, доцент; Университет ИТМО; кафедра технологии

приборостроения; заведующий кафедрой; E-mail: eugeny@beepitron.com

Рекомендована кафедрой Поступила в редакцию

технологии приборостроения 19.04.16 г.

Ссылка для цитирования: Грибовская А. А., Грибовский А. А., Яблочников Е. И. Подход к созданию расширенного предприятия для выпуска инновационной продукции // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59, № 10. С. 867—873.

AN APPROACH TO CREATION OF VIRTUAL ENTERPRISE FOR INNOVATIVE PRODUCTION

A. A. Gribovskaya1, A. A. Gribovsky2, E. I. Yablochnikov2

1 Dialogue IT Ltd., 194044, St. Petersburg, Russia

2ITMO University, 197101, St. Petersburg, Russia E-mail: eugeny@beepitron.com

The problems of expanded enterprise creation are considered, methods of organization of interaction between the customers and the performers in a common information space at the level of sharing information on the let-out product, its structure, structure of a current project in general, and managements of their interaction is proposed. The possibility of organization of virtual enterprise for hi-tech innovative productions is described by the example of a platform of additive production.

Keywords: virtual enterprise, production preparation, information technologies, common information space, PDM-system

Anna A. Gribovskaya —

Andrey A. Gribovsky —

Eugeny I. Yablochnikov —

For citation: Gribovskaya A. A., Gribovsky A. A., Yablochnikov E. I. An approach to creation of virtual enterprise for innovative production // Izv. vuzov. Priborostroenie. 2016. Vol. 59, N 10. P. 867—873 (in Russian).

DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-10-867-873

Data on authors

PhD, Dialogue Ltd.; E-mail: salomatina.anna@gmail.com

PhD; ITMO University, Department of Instrumentation Technologies;

E-mail: griandrey@gmail.com

PhD, Associate Professor; ITMO University, Department of Instrumentation Technologies; Head of the Department; E-mail: eugeny@beepitron.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.