Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

УДК 005.311.2:004.94

Спеціальність 05.13.06 - інформаційні технології

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ПІДТРИМКИ ВИРОБНИЧИХ ЗАМОВЛЕНЬ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ

Трейтяк В'ячеслав Віталійович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник доктор технічних наук, доцент Павленко Петро Миколайович, Національний авіаційний університет, заступник директора з науково-методичної роботи інституту інформаційно-діагностичних систем.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор Сидоров Микола Олександрович, Національний авіаційний університет, декан факультету комп'ютерних наук, завідувач кафедри інженерії програмного забезпечення

- кандидат технічних наук, доцент Балушок Костянтин Броніславович, заступник головного технолога з інформаційних технологій відкритого акціонерного товариства "Мотор Січ" (м. Запоріжжя).

Захист відбудеться " 10 " березня 2011 р. о годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.01 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03680,

м. Київ-58, просп. Космонавта Комарова, 1.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного авіаційного університету за адресою: 03680, м. Київ-58, просп. Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розіслано " 8 " лютого 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.062.01 В.С. Єременко

Анотації

Трейтяк В.В. Технологія інформаційної підтримки виробничих замовлень промислових підприємств. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - інформаційні технології. - Національний авіаційний університет, Київ, 2011.

Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної задачі розширення функціональності інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення на базі розроблених методів та інформаційної технології підтримки рішень з виробничих замовлень промислових підприємств. Аналіз сучасного стану промислового виробництва дозволив формалізувати взаємозв'язок проектних, виробничих та планових даних.

Розроблено метод аналізу та оцінки виробничого замовлення, який передбачає вибір номенклатури виробів залежно від технічної спроможності підприємства, а також для ранжирування проектних робіт відповідно до економічних показників від можливого виготовлення виробів.

Розроблено метод параметричного корегування технологічного процесу, який є складовою частиною методу аналізу та оцінки виробничого замовлення. Використання методу дозволяє скоротити терміни прийняття рішення про розміщення замовлення, проектування та підготовку виробництва продукції і підвищити ефективність корегування параметрів технологічного процесу. Запропоновано методику автоматизованого аналізу та оцінки виробничого замовлення, яка базується на використанні розробленої підсистеми "Замовлення".

Отримані теоретичні результати доведено до практичного застосування і впроваджено на промислових підприємствах.

Ключові слова: виробниче замовлення, підтримка прийняття рішень, аналіз та оцінка, проектні та виробничі дані, технологічний процес, функціональні моделі, ресурси підприємства.

Трейтяк В.В. Технология информационной поддержки производственных заказов промышленных предприятий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - информационные технологии. - Национальный авиационный университет, Киев, 2011.

Диссертация посвящена решению научно-технической задачи расширения функциональности интегрированных автоматизированных систем производственного назначения на основе разработанных методов и технологии информационной поддержки принятия решений по производственным заказам промышленных предприятий. В работе обоснованы принципы и методы моделирования процессов получения производственных данных для информационной поддержки принятия решений по заказам с учётом меняющейся информации о ресурсах и календарного планирования производства.

Выявлены и формализованы взаимосвязи проектных, производственных и плановых данных, которые используются в процессе анализа и оценки заказа. Формализация данных позволила построить модели процесса получения информации с использованием технологии функционального моделирования ARIS. Используя разработанные модели, впервые была предложена функциональная модель процесса анализа и оценки заказа. Это позволило объединить проектные и производственные данные (конфигурацию изделий, технические характеристики) с данными о ресурсах (трудовые, оборудование, технологическая оснастка). Оперативный доступ к этим данным позволил обеспечить сокращение сроков проектирования изделий и технологической подготовки производства, а также своевременно согласовывать с заказчиком технические характеристики и цены на изделия. Предложена функциональная модель жизненного цикла заказа, которая включает все этапы заказа, начиная с момента поступления заказа на предприятие и заканчивая этапом отгрузки изготовленных изделий по заказу со склада готовой продукции.

Разработан метод анализа и оценки заказа, который в отличие от традиционных методов определения технической возможности учитывает не только производственную мощность, но и эксплуатационные данные оборудования (загрузка, режимный фонд времени). В случае невозможности изготовления изделий по заказу данный метод позволяет определить причины и пути решения вопроса о размещении заказа на производстве. Разработан метод параметрической корректировки технологического процесса, который реализуется в процессе автоматизации первого этапа метода анализа и оценки производственного заказа.

Разработана математическая модель метода параметрической корректировки технологического процесса, которая базируется на расчёте целевой функции для каждого варианта оборудования и расчёте количества изделий, которое можно изготовить на выбранном оборудовании. Оборудование с минимальным расчётным значением целевой функции и максимальным расчётным значением количества изделий является приоритетным при выборе для технологического процесса. Метод предусматривает использование аддитивного критерия, который состоит из оценки переменных затрат, производительности оборудования, стоимости технологической оснастки и оценки уровня сложности наладки оборудования. Использование разработанного метода позволяет определить оптимальный вариант технологического процесса и выбрать перечень оборудования с учётом действующего плана производства. Для реализации метода анализа и оценки заказа, а также метода параметрической корректировки технологического процесса разработаны программные модули автоматизированной подсистемы "Замовлення".

Разработана структурная схема трёхуровневой архитектуры реализации информационной технологии. Предложена методика автоматизированного анализа и оценки производственного заказа, которая основана на функционировании разработанной подсистемы "Замовлення". Методика представлена как последовательность шагов по определению технической возможности и финансовых результатов от возможного выполнения заказа. Полученные теоретические результаты доведены до практического применения и внедрены на промышленных предприятиях.

Ключевые слова: производственный заказ, поддержка принятия решений, анализ и оценка, технологический процесс, функциональные модели, ресурсы предприятия, проектные и производственные данные.

Treytyak V.V. Technology of information support of the industrial orders.- manuscript.

Thesis for Ph.D. degree in the specialty 05.13.06 - Information technology, National Aviation University, Kyiv, 2011.

Dissertation is dedicated to scientific and technical problem of increasing the functionality of integrated systems for production purposes on the basis of the developed methods and information technology support solutions for industrial production order. Analysis of the current state of industrial production allowed formalizing the relationship of design, manufacturing and planning data.

The method of analysis and assessment of the production order, which provides the choice range of products according to technical capacity of the enterprise, as well as for ranking project works according to economic indicators from the possibility of manufacturing products.

The method of parameter adjustment process, which is part of the method used to assess the production order. Using the method allows to reduce the time the decision to order placement, design and preparation of production, and improve control of correction parameters The method of automated analysis and evaluation of the production order based on the subsystem has been designed from the "ZAMOW".

Key words: industrial order, decision support, analysis and evaluation, design and production data, process, functional models.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Своєчасний та економічно вигідний випуск конкурентоспроможної промислової продукції залежить від кваліфікованої роботи фахівців на етапі прийняття рішень з прийому та виконання виробничих замовлень. Саме на цьому етапі фахівцям доводиться приймати рішення про спроможність, доцільність, терміни та ефективність виконання замовлення. Потрібно відмітити, що прийняття рішень на етапі оцінки виробничих замовлень і до цього часу базується на досвіді, знаннях та даних конкретних фахівців підприємства. На жаль, цей процес далекий від оптимального та майже не автоматизований сучасними інтегрованими автоматизованими системами типу: Enterprise Resource Planning System (ERP), Customer relationship management (CRM), Manufacturing Execution System (MES) та іншими, які використовуються підприємствами машинобудівної галузі.

Проблемам теоретичного та методологічного розвитку інформаційних технологій виробничого призначення присвячені роботи вітчизняних та зарубіжних учених: В.М. Глушкова, Л.С. Глоби, О.Г. Івахненка, О.А. Павлова, О.В. Палагіна, П.М. Павленка, В.І. Скуріхіна, Е.В. Судова, У.Д. Енгельке, М. Грувера, Є. Зіммерса, F. Bernard, R. Kvin, U. Lem, Е. Miller, D. Rorbuh та ін. Аналіз наукових робіт з автоматизації процесів життєвого циклу виробів показує, що вчені в даний час зосередили свої зусилля над вирішенням проблеми розробки інформаційної інтеграції автоматизованих систем виробничого призначення.

Найбільш вагомих результатів у цьому напрямку було досягнуто закордонними розробниками завдяки створенню PDM-систем (Product Data Management Systems), що реалізують технологію управління даними і вирішують задачі інформаційної інтеграції більшості автоматизованих систем виробничого призначення. Разом з тим, як PDM-системи так й інші інтегровані автоматизовані системи виробничого призначення не вирішують задачі інформаційної підтримки рішень з аналізу та оцінки виробничих замовлень і не враховують специфіку більшості процесів життєвого циклу виробів вітчизняних підприємств, насамперед, технологічної підготовки виробництва.

Тому, існує нагальна потреба в розробці методів та засобів інформаційної підтримки рішень з аналізу та оцінки виробничих замовлень промислових підприємств. Таким чином, дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуальної науково-технічної задачі - розширенню функціональності інтегрованих автоматизованих систем промислового виробництва шляхом розробки технології інформаційної підтримки рішень по виробничим замовленням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась відповідно до планів держбюджетних та господарчих тем Національного авіаційного університету (м. Київ), а саме: держбюджетної науково-дослідної роботи (НДР) за темою 228-ДБ 05 "Розробка методів і технологій інформаційної підтримки життєвого циклу виробів авіаційних виробництв на базі ISO/CALS стандартів" (№ державної реєстрації 0105U001815), держбюджетної НДР за темою 491-ДБ 08 "Методи та засоби побудови інтегрованого інформаційного середовища життєвого циклу виробів промислових підприємств України" (№ державної реєстрації 0108U004003), госпдоговірною темою № 416-Х 07 від 08.12.2006 р. "Автоматизація технічної підготовки та оперативного управління виробництвом ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе" (НАУ - ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе") та темою №409-Х 07 від 01.02.2007 р. "Впровадження та поставка комп'ютерних робочих місць автоматизованих систем технологічної підготовки виробництва під виробничі умови замовника" (НАУ - ТОВ "Український кардан"), в яких автор брав участь як виконавець.

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка технології інформаційної підтримки виробничих замовлень промислових підприємств для розширення функціональності інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення.

Поставлена мета досягається за допомогою розв'язання наступних взаємопов'язаних задач дослідження:

1. Провести аналіз виробничих процесів оцінки замовлень та можливостей інтегрованих автоматизованих систем з автоматизації процесу прийняття рішень по замовленням і сформулювати задачі дослідження.

2. Виявити та формалізувати взаємозв'язок проектних, виробничих і планових даних, які використовуються в процесі аналізу та оцінки виробничого замовлення.

3. Провести функціональне моделювання процесів отримання даних в ході аналізу і оцінки замовлення та процесів життєвого циклу замовлення.

4. Розробити метод аналізу та оцінки виробничого замовлення для інформаційної підтримки прийняття рішень з ефективного використання ресурсів підприємства.

5. Створити нову інформаційну технологію аналізу і оцінки виробничих замовлень та методику її використання.

6. Провести апробацію запропонованих моделей, методу і інструментальних засобів та впровадження на промислових підприємствах машинобудівної галузі.

Об'єкт дослідження - процес аналізу та оцінки виробничого замовлення.

Предмет досліджень - моделі, методи та програмні засоби інформаційної підтримки виробничого замовлення промислових підприємств машинобудівної галузі.

Методи дослідження - методи функціонального моделювання (опис та моделювання процесів життєвого циклу замовлення), теорія множин та алгебра логіки (формалізація взаємозв'язку загальної інформації замовлення), методи експертної оцінки (оцінка виробничого замовлення), компонентна технологія проектування програмних систем (побудова архітектури інформаційної технології та розробка програмного забезпечення), метод маржинального аналізу (оцінка показників ефективності результатів досліджень). Для вирішення задач моделювання та обробки загальної інформації замовлення використано імітаційне моделювання інструментальними засобами ARIS Simulation, для створення інтегрованого інформаційного середовища - PDM-систему ENOVIA SmarTeam v6, а також оригінальні програми написані автором на мові Visual Basic.

Наукова новизна отриманих результатів:

Вперше:

Ї виявлено взаємозв'язки між проектними, виробничими і плановими даними, які дозволяють формалізувати процеси отримання виробничих даних, що на відміну від існуючих процесів обробки даних, забезпечують оперативну та достовірну інформаційну підтримку процесу аналізу і оцінки виробничого замовлення;

Ї розроблено новий метод аналізу та оцінки виробничого замовлення, який, на відміну від існуючих методів оцінки замовлення, дозволяє корегувати параметри технологічного процесу в залежності від обмежень і завантаження обладнання та забезпечує оптимальне використання ресурсів підприємства;

Удосконалено: функціональні можливості інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення за рахунок створеної інформаційної технології підтримки процесу аналізу та оцінки замовлень.

Дістали подальший розвиток: функціональні моделі життєвого циклу виробничого замовлення підприємства із швидко змінюваною номенклатурою виробів.

Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що:

1. Розроблено методику автоматизованого аналізу й оцінки виробничих замовлень підприємством та алгоритми визначення виробничих даних, які реалізовані інструментальними засобами функціонального моделювання згідно методології ARIS.

2. Розроблено алгоритмічне, програмне та методичне забезпечення підсистеми інформаційної підтримки виробничих процесів з аналізу, оцінки та узгодження замовлень.

3. Практичні результати дисертаційної роботи апробовано та впроваджено на підприємствах ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе" (м. Суми), ВАТ "Мотор Січ" (м. Запоріжжя) та використовуються у науковому і навчальних процесах Національного авіаційного університету (м. Київ), Чернігівського державного технологічного університету (м. Чернігів), Вінницького Національного технічного університету (м. Вінниця).

Особистий внесок здобувача. Усі наукові результати, які відображено у дисертаційній роботі, отримані автором самостійно. Результати співавторів сумісних статей до тексту дисертації не включено. Три статті опубліковано без співавторів. У надрукованих статтях, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належить наступне: [1] - формалізація взаємозв'язку виробничої інформації по замовленню; [2] - розробка автоматизованої підсистеми аналізу та оцінки виробничого замовлення; [3] - формалізація виробничих даних, потрібних для аналізу та оцінки виробничого замовлення; [4] - функціональні моделі виробничого замовлення; [5] - розробка методу аналізу та оцінки виробничого замовлення; [6] - розробка методу управління проектною та виробничою інформацією, який реалізує параметричне корегування технологічного процесу по оптимального використання ресурсів підприємства; [7] - методика автоматизованого аналізу та оцінки виробничого замовлення; [8 - 13] - результати розроблених методів та функціональні моделі автоматизованого аналізу й оцінки виробничого замовлення.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та наукові результати дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на Ювілейній науково-практичній конференції "Актуальні проблеми експлуатації, ремонту, розробки та модернізації авіаційної техніки" (Київ, НАУ, 2007); на VIII Міжнародній науково-технічній конференції "АВІА-2007" (Київ, НАУ, 2007); на Науково-практичній конференції молодих вчених та аспірантів "Інтегровані інформаційні технології та системи ІІТС-2007" (Київ, НАУ, 2007); на Міжнародній конференції "Информационные компьютерные технологии и системы (ИКТС)" Международного радиоэлектронного форума "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития МРФ-2008" (Харьков, АНПРЭ, ХНУРЭ, 2008); на Науково-практичній конференції "Актуальні проблеми розвитку авіаційної техніки" (Київ, НАУ, 2008); на І-й Міжнародній науково-практичній конференції "Інтегровані інтелектуальні робототехнічні комплекси (ІІРТК-2008)" (Київ, НАУ, 2008); на ІХ-ій Міжнародній науковій конференції студентів та молодих учених "Політ-2009. Сучасні проблеми науки" (Київ, НАУ, 2009); на IX-ій Міжнародній науково-технічній конференції "АВІА-2009" (Київ, НАУ, 2009); на Х-ій Міжнародній науковій конференції студентів та молодих учених "Політ-2010. Сучасні проблеми науки" (Київ, НАУ, 2010), Тhe Fourth World congress "Aviation in the XXI-st century. Safety in Aviation and Space Technologies" (Kyiv, National Aviation University, 2010).

Публікації. Основні наукові положення, висновки і результати дисертаційного дослідження знайшли відображення в 21 друкованій роботі, з них: статей у виданнях, що входять до переліку ВАК України - 9 (у тому числі 3 роботи без співавторів) та 12 тез доповідей на конференціях (5 - без співавторів).

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та п'яти додатків. Загальний обсяг роботи складає 134 сторінки, містить 38 рисунків, 12 таблиць. Перелік використаних джерел містить 122 найменування та п'ять додатків.

Основний зміст

У вступі обґрунтовано актуальність науково-технічної задачі, що вирішується, сформульовано мету й задачі досліджень, визначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів. Наведено дані про зв'язок роботи з науковими програмами та планами НДР організації, де виконувалась робота, вказано на впровадження отриманих результатів, визначено особистий внесок здобувача у надрукованих роботах, представлено інформацію щодо апробації та публікації результатів дисертації.

У першому розділі на основі аналітичного огляду стану науково-технічної задачі роботи обґрунтовано нагальну потребу розробки та визначено задачі дослідження. Проведено аналіз процесів оцінки виробничих замовлень на промислових наукоємних підприємствах машинобудівної галузі, розглянуто можливості функціонального моделювання виробничих даних у сучасних інтегрованих автоматизованих системах (ІАС) та функціональні можливості їх використання в умовах діючих підприємств. На основі аналізу робіт за темою дисертаційної роботи сформульовано основні етапи подальших досліджень, які представлені на рис. 1.

Рис. 1. Етапи виконання наукових досліджень роботи

У результаті аналізу зроблено висновок, що існуючі ІАС виробничого призначення фіксують більшу частину інформації про вироби, процеси та ресурси, але не використовують її для прийняття рішень по отриманому замовленню.

Обґрунтувано етапи наукових досліджень, визначено сукупність питань, які складають науково-технічну задачу і вирішуються в дисертаційній роботі. Поставлені питання вимагають вирішення комплексу взаємопов'язаних задач, які представлені як задачі дослідження і вирішуються в наступних розділах дисертації.

Другий розділ присвячено встановленню взаємозв'язку проектних, виробничих та планових даних, які необхідні для прийняття рішень по замовленню. Обґрунтовано використання інструментального середовища ARIS, яке являє собою реалізовану методологію для побудови функціональних моделей за допомогою нотації eEPC (event-driven process chain) - методу опису процесів. Розроблено функціональні моделі процесів отримання даних, що відображають поетапні процедури, необхідну вхідну інформацію та структурні підрозділи відповідальні за кожну з процедур.

Основними даними, які впливають на прийняття рішення з технічної спроможності виготовлення виробів по замовленню є дані по структурі технологічного процесу (), матеріаломісткості () та трудомісткості (), а саме:

.

Тобто, формальна модель взаємозв'язку даних по технологічних операціях та даних з послідовності їх виконання це - така модель, яка формується відображенням декартового добутку множин і на множину , де - дані технологічних операцій;

- послідовність виконання технологічних операцій.

Матеріаломісткість відображає потребу в певному виді сировини на операцію технологічного процесу (ТП) конкретного виробу відповідно до нормативних карт. Її формальне представлення має вигляд:

, (1)

де PM - перелік матеріалів;- перелік обладнання;- матеріаломісткість згідно з нормативними картами.

Трудомісткість, у свою чергу, визначають як норму трудовитрат працівників потрібної професії та кваліфікації на технологічну операцію, яку виконують на вибраному технологічному устаткуванні за нормативними картами, що можна представити як

, (2)

де PS - перелік спеціальностей; - трудомісткість за нормативними картами.

Для оцінки ефективності виконання замовлення обґрунтовано використання методу маржинального доходу. В основу методу маржинального доходу покладено розподіл виробничих витрат і витрат зі збуту на перемінні (пропорційні) та постійні. Розрахунок фінансових результатів від можливого виконання замовлення проводився за значенням відносного маржинального доходу, а саме:

де - кількість контрактів n-них видів виробів, - змінні витрати, - вартість виробів за замовленням, - об'єм продаж.

Залежно від величини відносного маржинального доходу формують рейтинг виробів , тобто

,

де - виріб з максимальним відносним маржинальним доходом, - з мінімальним відносним маржинальним доходом.

Встановлено інформаційні потреби проектної процедури визначення технічної спроможності і доцільності виготовлення виробів за замовленням. Побудовано функціональну модель процесу отримання необхідної інформації для аналізу та оцінки замовлення (рис. 2). Результати імітаційного моделювання дозволяють визначити час (вісь Y), витрачений кожним відділом, який задіяний в процесі обробки інформації протягом однієї робочої зміни (вісь X). Модель містить комплекс функцій, які забезпечують отримання інформації по технологічному процесу за рахунок визначення необхідних операцій та відповідного технологічного обладнання.

Таким чином, отримання необхідних виробничих даних здійснюють за допомогою розроблених функціональних та інформаційних моделей, а саме: моделі процесу визначення характеристик виробів та моделі визначення параметрів і контрольованих характеристик технологічного процесу, тобто, моделей, що виконують функції інформаційних ресурсів.



Рис. 2. Процес отримання виробничих даних для аналізу та оцінки замовлення: а - функціональна модель; б - результати моделювання

Функціональна модель процесу отримання виробничих даних передбачає паралельний розрахунок матеріальних ресурсів (матеріаломісткість, трудомісткість, технологічне оснащення та енергоспоживання), які впливають на прийняття рішення з визначення спроможності виконання замовлення та формують відповідну документацію щодо розрахунку економічного ефекту від виготовлення виробів по замовленню. Функціональне моделювання проведено інструментальними засобами ARIS eEPC та ARIS Simulation, що дозволило представити функціональну модель життєвого циклу замовлення у вигляді системи взаємопов'язаних компонентів даних про продукцію підприємства, проектних даних, даних контрактів, даних технологічного процесу, матеріальних та трудових ресурсів, даних про обладнання.

Основною перевагою отриманої функціональної моделі є те, що в ній інформація про конкретний виріб містить не тільки проектні дані (характеристики, конфігурація та ін.), а й виробничі дані, які визначають технічні вимоги до параметрів обладнання і його завантаження в плановий період часу.

Основні результати розділу опубліковано в [1-3, 8-10, 12, 13].

У третьому розділі розроблено метод аналізу та оцінки виробничого замовлення і метод параметричного корегування ТП з метою забезпечення вимог замовника до характеристик виробів та визначення оптимального використання ресурсів підприємства.

Метод аналізу та оцінки виробничого замовлення містить функціональну модель процесу аналізу й оцінки замовлення та алгоритм, який представлено як послідовність кроків з визначення технічної спроможності виготовлення виробів за замовленням.

Підетапи алгоритму передбачають розрахунки продуктивності обладнання, що характеризується максимальною кількістю , яке можна виготовити з використанням різних видів обладнання (по кожній операції), тобто:

, (3)

i=1,…, n; де n - кількість варіантів обладнання.

Кількість виробів , які можуть бути виготовлені на вибраному обладнанні визначають так:

, (4)

де - режимний фонд часу; - завантаження обладнання (час, необхідний для виготовлення продукції, включеної до плану виробництва на заданий період); - норма часу.

Оскільки, проектування та планування виробництва нових виробів здійснюють в умовах існуючого об'єму замовлень, то при визначених виробничих потужностях враховують заплановане завантаження обладнання у відповідності з виробничою програмою:

, (5)

де - виробнича програма по даній технологічній операції; - коефіцієнт, який враховує відходи та втрати.

Для оцінки спроможності випуску заданої кількості виробів визначають кількість незавершеної продукції на кожній операції технологічного процесу. При цьому, згідно з методикою розрахунку нормативних карт, задають кількість продукції на виході та визначають кількісні характеристики незавершеної продукції на кожному етапі технологічного процесу з урахуванням відходів та втрат:

(6)

де - розрахункова кількість незавершеної виробництвом продукції на кожній технологічній операції; - кількість технологічних операцій.

Технічну спроможність випуску заданої кількості виробів визначають за формулою:

, (7)

На рис. 3 представлено алгоритм процесу аналізу та оцінки виробничого замовлення.

Рис. 3. Алгоритм процесу аналізу та оцінки замовлення

Відповідно до цього алгоритму визначають технічну спроможність виробництва продукції, а також прийняття проектного рішення з урахуванням економічних наслідків. Представлена послідовність дій покладена в основу методу аналізу та оцінки виробничого замовлення, функціональна модель процесу оцінки представлена на рис. 4.



Рис. 4. Функціональна модель процесу аналізу та оцінки виробничого замовлення

При оцінці виробничих ресурсів, які відповідають параметрам виробу, потрібно оцінити здатність виготовити задану кількість продукції. Специфіка цієї задачі полягає в необхідності налагодження не всіх параметрів технологічного процесу, а тільки в оцінці забезпечення виготовлення виробів заданої кількості та номенклатури, що закладені в проектах та ресурсів, які є на виробництві (час, персонал, верстати, матеріали, інструмент).

Перевагою запропонованого метода є додатковий розрахунок вільної виробничої площі по маркам обладнання з урахуванням характеристик виробу, параметрів обладнання та режиму змінності. Для оптимального використання виробничих ресурсів при забезпечення відповідної якості та характеристик виробів по замовленню розроблено метод параметричного корегування ТП. Він є складовою частиною методу аналізу та оцінки виробничого замовлення.

Метою налагодження параметрів ТП є виконання технічних вимог замовлення при забезпеченні максимальної прибутковості підприємства в умовах обмежень на ресурси.

Запропонований метод включає такі етапи:

1. Аналіз існуючого на підприємстві технологічного обладнання.

2. Опис обмежень використання обладнання.

3. Встановлення переліку критеріїв та побудова ієрархії критеріїв з метою визначення вагових коефіцієнтів в адитивному критерії.

4. Визначення значень критеріїв, які не потребують експертної оцінки (змінних витрат, вартості технологічної оснастки) та вільної виробничої потужності для кожного виду обладнання.

5. Визначення значень цільової функції у перерахунку на кількість продукції, яку можна випустити на даному виді обладнання.

6. Визначення оптимального варіанту за сукупністю критеріїв та кількістю продукції для даного варіанту обладнання.

7. У випадку перевищення кількості продукції за замовленням над розрахунковою кількістю для найкращого варіанту - повторення пунктів 4 та 5.

Етап 1 - варіанти технологічного обладнання визначаються операціями, які можуть бути виконані:

, (8)

де - вибране технологічне обладнання; - класи технологічного обладнання; - перелік характеристик обладнання.

Етап 2 - обмеження визначаються параметрами обладнання та його завантаженням. Вибір відбувається з обладнання, завантаження якого менше 100%. Таким чином, у результаті виконання перших двох пунктів формується перелік можливих рішень відносно використання технологічного обладнання.

Етап 3-5 - у загальному вигляді в якості критерію можуть виступати продуктивність, перемінні витрати, вартість технологічної оснастки, складність наладки обладнання та ін.

В якості критерію оптимальності обґрунтовано вибір адитивного критерію, який об'єднує всі вихідні параметри в одну цільову функцію. Вона являє собою суму критеріїв:

,

де - ваговий коефіцієнт -го критерію; - вихідний показник -го критерію; ; - загальна кількість критеріїв.

З метою підвищення достовірності експертних оцінок використано метод аналізу ієрархій, який передбачає проведення оцінки альтернатив та критеріїв шляхом парного порівняння.

Цей метод також передбачає перевірку оцінок з використанням індексів погоджуваності.

Таким чином, цільова функція буде мати вигляд:

,

де - множина обладнання; , де - кількість варіантів обладнання - вагові коефіцієнти, які відображають значимість критеріїв; - оцінка перемінних витрат d-ї множини обладнання; - експертна оцінка рівня складності наладки d-ї множини технологічного обладнання; - оцінка вартості технологічної оснастки d-ї множини обладнання; - оцінка вільної виробничої потужності d-ї множини обладнання; - оцінка продуктивності d-ї множини обладнання.

Етап 6 - для підвищення точності експертної оцінки та мінімізації часових витрат на її проведення було зведено розрахункові оцінки до єдиного знаменника та проведено оцінку технологічної собівартості операції в розрахунку на одиницю продукції. Таким чином, цільова функція має такий вигляд:

, (9)

де - кількість запланованої до випуску продукції на даному обладнанні; - перемінні витрати d-ї множини обладнання; - вартісна оцінка рівня складності наладки d-ї множини обладнання; - оцінка вартості технологічної оснастки d-ї множини обладнання; - оцінка вартісних характеристик технологічної операції.

Відповідно методології ARIS побудовано функціональну модель процесу аналізу та оцінки замовлення при існуючих виробничих умовах і функціональну модель даного процесу після впровадження розроблених методів.

Встановлено переваги використання розроблених методів, що забезпечують: скорочення термінів проектування виробів та технологічної підготовки виробництва завдяки паралельному виконанню робіт; скорочення термінів узгодження з замовником характеристик та ціни виробів завдяки достовірному визначенню технічної спроможності виконання замовлення.

Основні результати розділу опубліковано в [4-6, 11, 14, 15, 18].

Четвертий розділ присвячено розробці автоматизованої підсистеми інформаційної підтримки процесу прийняття рішень за виробничими замовленнями. В якості інструментального засобу управління загальною інформацією замовлення використано PDM-систему ENOVIA SmarTeam v6. Для реалізації розробленого методу оцінки замовлення і методу параметричного корегування технологічних процесів розроблено програмні модулі підсистеми "Замовлення" та запропоновано структурну схему трьохрівневої архітектури розробленої інформаційної технології на промисловому підприємстві (рис. 5).

Рис. 5. Структурна схема трьохрівневої архітектури використання розробленої інформаційної технології на промисловому підприємстві

Трьохрівнева архітектура передбачає, крім сервера БД, також виділення сервера додатків, який акумулює в собі основну частину бізнес-логіки підсистеми. Залежно від обраної сервером додатків функціональності виконання бізнес-логіки може бути розділене між сервером додатків та функціонально навантаженим клієнтським програмним забезпеченням, яке здійснює доступ до ресурсів підсистеми (в тому числі бізнес-логіки) за допомогою інтернет- чи інтранет мереж.

За рахунок інтеграції з автоматизованими системами проектного та виробничого призначення забезпечується взаємодія замовників та виконавців замовлення при обміні геометричною інформацією в електронному вигляді, а також забезпечується спільне використання замовником та підприємством-виконавцем даних про вироби за замовленням, його структуру, склад виконуваного проекту в цілому.

Таким чином, досягнуто об'єднання всіх спеціалістів, які використовують загальну інформацію замовлення в єдиному інтегрованому інформаційному середовищі.

Моделі та методи для інформаційної підтримки процесу прийняття рішень за виробничим замовленням представлено узагальненим алгоритмом розробленої методики їх використання (рис. 6).

Рис. 6. Алгоритм методики використання підсистеми інформаційної підтримки прийняття рішень за виробничими замовленнями

Таким чином, створено певну послідовність дій, при виконанні якої отримаємо необхідну інформацію про спроможність виготовлення виробів та економічний ефект від виконання замовлення.

Запропонована методика і підсистема інформаційної підтримки процесу аналізу та оцінки виробничого замовлення підвищує функціональні можливості ІАС виробничого призначення завдяки інтеграції та спільному використанню в середовищі ІАС проектних, виробничих та планових даних при прийнятті управлінських рішень з прийому й виготовленню виробів за замовленням. автоматизований замовлення номенклатура виріб

Основні результати розділу опубліковано в [7, 16, 17, 19-21].

У додатках приведено: розроблені функціональні моделі процесів життєвого циклу замовлення ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе"; діаграми та розрахункові таблиці процесів отримання даних по виробничим замовленням ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе"; організаційна модель підрозділів маркетингу підприємства ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе"; фрагмент програмного модуля автоматизованої підсистеми "Замовлення", акти про впровадження та використання результатів досліджень.

Висновки

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу розширення функціональності інтегрованих автоматизованих систем шляхом розробки моделей, методів та технології інформаційної підтримки рішень по виробничим замовленням промислових підприємств машинобудівної галузі.

Висновки дисертаційної роботи:

1. Проведено аналіз існуючого процесу оцінки замовлення на прикладі багатономенклатурного машинобудівного підприємства, функціональних можливостей інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення та методів моделювання виробничих даних. Обґрунтовано напрямки досліджень та задачі дисертаційної роботи.

2. Виявлені взаємозв'язки проектних, виробничих і планових даних, які формалізують процеси отримання виробничих даних та забезпечують підтримку процесу аналізу та оцінки виробничого замовлення.

3. Проведено функціональне моделювання процесів отримання виробничих даних та етапів життєвого циклу замовлення, що забезпечило алгоритмізацію процесу визначення технічної спроможності виготовлення виробів по замовленню.

4. Розроблено метод аналізу та оцінки виробничого замовлення, який визначає доцільність виконання замовлення з урахуванням обмежень на існуючі ресурси та забезпечує максимальну прибутковість підприємства від виготовлення виробів по замовленню.

5. Розроблено інформаційну технологію підтримки виробничих замовлень, яка дозволила оперативно та економічно обгрунтовано приймати рішення про розміщення замовлення на підприємстві і скоротити терміни процесу аналізу та оцінки замовлень на 45ч50%.

6. Розроблено узагальнену методику використання підсистеми інформаційної підтримки рішень по виробничим замовленням, що дозволяє чітко формалізувати всі її 7 етапів для інформаційної підтримки процесу прийняття рішень фахівцями та керівниками підприємства.

Створену нову інформаційну технологію підтримки процесу прийняття рішень по виробничим замовленням, яка реалізує на практиці розроблені алгоритми, моделі та метод, було використано у виробничих умовах на промислових підприємствах: ВАТ "Мотор Січ" (м. Запоріжжя) і ВАТ "Сумське науково-виробниче об'єднання ім. М.В. Фрунзе" (м. Суми) та впроваджено у науковому та навчальних процесах Вінницького Національного технічного університету (м. Вінниця), Національного авіаційного університету (м. Київ), Чернігівського державного технологічного університету (м. Чернігів).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Павленко П.М. Досвід побудови та впровадження інтегрованого інформаційного середовища автоматизованих систем життєвого циклу виробів / П.М. Павленко, В.А. Толбатов, В.В. Трейтяк // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах.?2007.?№2.? С.179-183.

2. Павленко П.Н. Опыт разработки и внедрения автоматизированной системы технической подготовки производства / П.Н. Павленко, В.В. Трейтяк // Вестник двигателестроения. ? 2007. ? № 2. ? С. 117-119.

3. Трейтяк В.В. Формалізація конструкторсько-технологічних даних автоматизованих систем виробничого призначення / В.В. Трейтяк // Вісник Інженерної академії України. ? 2008. ? Вип. 1. ? С.129-131.

4. Павленко П.М. Інформаційна модель виробничого замовлення / П.М. Павленко, Ю.В. Задонцев, В.В. Трейтяк // Електроніка та системи управління. ? 2009. ? №22. ? С.72-75.

5. Трейтяк В.В. Розробка методу аналізу та оцінки виробничих замовлень для інтегрованих автоматизованих систем / В.В. Трейтяк // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. ? 2009. ? № 36. ? С. 199-205.

6. Павленко П.М. Моделювання процесів життєвого циклу виробничого обладнання / П.М. Павленко, В.В. Трейтяк, // Вістник Чернігівського державного технологічного університету. ? 2009. ? №40. ? С.78-82.

7. Павленко П.М. Методика автоматизованого аналізу та оцінки виробничого замовлення / П.М. Павленко, В.А. Толбатов, В.В. Трейтяк // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. ? 2009. ? №2. ? С.49-52.

8. Павленко П.Н. Автоматизация процесса подготовки электронной эксплуатационной документации средствами современных CALS-технологий / П.Н. Павленко, А.М. Кузьминский, И.В. Чекетов, В.В. Трейтяк // Матеріали ювілейної наук.-практ. конф. "Актуальні проблеми експлуатації, ремонту, розробки та модернізації авіаційної техніки". ? К: ДНДІА НАУ. ? 2007. ? С.53-57.

9. Павленко П.М. Розробка методів управління процесами технічної підготовки виробництва промислових підприємств / П.М. Павленко, В.В. Трейтяк, В.Ю. Кудряков, В.А. Толбатов // Матеріали VIII Міжнар. наук.-техн. конф. "АВІА-2007": Секція "Комп'ютерні технології". ? Київ: НАУ, 2007. ? Т.1. ? С.13.103-13.106.

10. Павленко П.Н. Моделирование объектов и процессов технической подготовки промышленного производства / П.Н. Павленко, В.В. Трейтяк // Матеріали наук.-практ. конф. молодих вчених та аспірантів "Інтегровані інформаційні технології та системи" (ІІТС-2007). ? Київ: НАУ, 2007.?С.71

11. Павленко П.М. Метод аналізу та оцінки замовлень виробничими підприємствами машинобудівної галузі / П.М. Павленко, В.В. Трейтяк // Междунар. конф. "Информационные компьютерные технологии и системы" (ИКТС) 3-го Междунар. радиоэлектронного форума "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития" (МРФ-2008): Сб. науч. тр. ? Харьков: АНПРЭ, ХНУРЭ, 2008. ? С. 56-57.

12. P. Pavlenko Method of management of productivity of the equipment for the automated systems of industrial purpose / P. Pavlenko, V. Trejtyak. // Proceedings of the Third World congress "Aviation in the XXI-st century. Safety in aviation and space technology" (September 22-24, 2008). ? Kiev: NAU, 2008. ? P. 2.58

13. Павленко П.М. Досвід розробки та впровадження інтерактивної технічної документації / П.М. Павленко, В.В. Трейтяк, В.Ю. Кудряков, Л.А. Смирнова // Тези доповід. та виступ. наук.-практ. конф. "Актуальні проблеми розвитку авіаційної техніки" (19-20 червня 2008 р.). ? К: НАУ, 2008. ? С.66.

14. Трейтяк В.В. Розробка методу управління конструкторсько-технологічними даними для інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення / В.В. Трейтяк // Матеріали І-ї Міжнар. наук.-практ. конф. "Інтегровані інтелектуальні робото-технічні комплекси (ІІРТК-2008)". ? К: НАУ, 2008. ? С. 116-117.

15. Трейтяк В.В. Моделювання інформації замовлення в середовищі автоматизованих систем / В.В. Трейтяк // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. ? 2009. ? №40. ? С. 330-335.

16. Трейтяк В.В. Розробка методу оцінки доцільності виготовлення продукції в середовищі інтегрованих автоматизованих систем виробничого призначення / В.В. Трейтяк // Тези доповіді ІХ Міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених "Політ-2009. Сучасні проблеми науки" (8 квіт. 2009 р.). ? Київ: Нац. авіац. ун-т, 2009. ? С. 242.

17. Трейтяк В.В. Автоматизація процесу аналізу та оцінки виробничих замовлень / В.В. Трейтяк // Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції "Світ інформації та телекомунікацій ? 2009" (Київ, 28-29 квіт. 2009 р.). ? К: Нац. авіац. ун-т, 2009. ? С. 111.

18. Трейтяк В.В. Моделювання проектно-виробничих даних підприємств інструментальними засобами ARIS / В.В. Трейтяк // Тези IX Міжнародної науково-технічної конференції "АВІА-2009" (Київ, 21-23 вересня 2009р.).? К: Нац. авіац. ун-т, 2009. ? С. 3.58 - 3.61.

19. Трейтяк В.В. Автоматизований аналіз та оцінка виробничого замовлення / В.В. Трейтяк // Тези доповіді Х Міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених "Політ-2010. Сучасні проблеми науки" (8 квіт. 2010 р.). ? К.: Нац. авіац. ун-т, 2010. ? С. 239.

20. Treytyak V. Information technology decision support software production orders ("Технологія інформаційної підтримки прийняття рішень по виробничим замовленням") // The Fourth World congress "Aviation in the XXI-st century. Safety in Aviation and Space Technologies" (September 21-23, 2010). ? Kyiv: National Aviation University, 2010. ? Р.17.46-17.49.

21. Трейтяк В.В. Розробка та впровадження інформаційної технології аналізу та оцінки виробничого замовлення / П.М. Павленко, Трейтяк В.В., А.О. Хлевний // Вісник Чернігівського державного технологічного університету. ? 2010. ? №45. ? С. 145-151.

Размещено на Allbest.ru