Технические науки/ 12.Автоматизированные системы управления на производстве.

Д.т.н. КуликовГ.Г., к.т.н. Ризванов К.А.

Уфимский государственный авиационный технический университет, Россия

Организация системы планирования машиностроительной корпорации на основе системной модели виртуального производства

В настоящее время при организации машиностроительных корпораций, включающих ряд опытно-конструкторских бюро и серийных заводов, требуется организация эффективного управления территориально-распределенными производственными структурами [1]. Все большее значение уделяется технологии организации единого информационного пространства на основе организации виртуальных производств [2,3]. Данная технология позволяет эффективно управлять виртуальными корпорациями и реализуется в рамках концепции CALS.

В такой постановке наиболее актуальной становится задача организации виртуальных производств на уровне предприятия, корпорации (дивизиона или холдинга), а также виртуального предприятия, виртуальной корпорации (виртуального дивизиона или виртуального холдинга), объединенных для выполнения конкретных проектов [4].

За рубежом используют технологии, позволяющие объединять различные ресурсы, например, интеллектуальные, вычислительные, производственные и другие предприятий, научных организаций и университетов.

Целесообразно использовать данные технологии для организации виртуального производства. Это позволит занимать лидирующие места в современном мире.

Одним из эффективных решений поставленной задачи является использование проектно-процессного и ситуационного управления, которые применяются для принятия решения в сложных аналитических задачах, возникающих на виртуальных производствах при управлении машиностроительной корпорации.

Анализ информационных технологий и систем показывает, что при электронном описании сложных изделий, таких как авиационный ГТД необходимо выполнять Программы (проекты) на основе принципов CALS-технологий. Использование проектно-процессного и ситуационного управления при организации виртуального производства машиностроительной корпорации (дивизиона) обеспечивает:

-     эффективное управление различными ресурсами корпорации;

-     централизованно управлять территориально-распределенными проектами с применением ERP-систем, например, Infor ERP LN [5];

-     централизованно хранить территориально-распределенными проектными данными в PLM-системе, например, Teamcenter;

-     обеспечивать коллективное взаимодействие с использованием видеоконференцсвязи;

-     централизованно решать задачи контроля и управления.

Проектно-процессную функциональную структуру управления виртуальными производствами предлагается разрабатывать на основе системной модели с применением инструментариев SADT, UML и DEMO в соответствии с методологией CALS, стандартами системной инженерии ИСО 15288, стандартами авиационной промышленности ИСО 9100 и другими. Системно-структурные семантические модели предлагается детализировать до IDEF, UML и BPMN-моделей [6].

Модель производственного процесса машиностроительного предприятия безусловно является одной из наиболее сложных задач, требующих комплексного рассмотрения значительного числа взаимосвязанных элементов. В основе такой модели лежит экономическая направленность на оптимизацию производственных запасов и минимизацию производственного цикла в данной предметной области, которая определяет главную направленность производственного процесса в целом - максимальное удовлетворение потребностей рынка и конкретного заказчика. На рисунке 1 приведена декомпозиция процесса «Запланировать производство сложного технического изделия».

Рисунок 1 – Декомпозиция процесса запланировать сложное техническое изделие

Опишем производственную систему в виде проектов с использованием теории категорий [7]. Проекты сложных технических изделий PP состоят из проекта 1 – PPMI, проекта 2 – PPPR, проекта 3 – PPPPR.

При этом имеет место формула, которая определяет проекты сложного технического изделия в виде упорядоченного множества:

                                     (1)

Отметим, что данная формула определяет отношение между организациями в виде упорядоченного множества. Т.о. проекты сложного технического изделия образуют: класс объектов, для каждой пары объектов которого  и  задано множество морфизмов . Для каждой пары морфизмов, например  и  определена их композиция . Т.е. проекты образуют категорию множеств.

Коммутативная диаграмма, представляющая из себя ориентированный граф, представлена на рисунке 2. Ее вершинами являются проект 1, проект 2, проект 3 и проекты сложных технических объектов, а стрелки – соответствующие морфизмы.

Рисунок 2 – Коммутативная диаграмма проектов сложных технических изделий

Исследование частично поддержано грантом РФФИ 14-07-00811-а.

Рассмотрим полученную коммутативную диаграмму для организации центров компетенции (ЦК). Обозначим через PP – ЦК, PPMI – центры технологической компетенции (производство деталей) (ЦТК), PPPR – компактно-производственные комплексы (производство узлов) (КПК), PPPPR – линейно-комплексную сборку (сборка сложных технических изделий) (ЛКС). Все они аналогичным образом состоят из цели, результата и деятельности. Поэтому для них будет справедлива формула 1 и коммутативная диаграмма, представленная на рис. 2.

Литература

1. Куликов Г.Г., Ризванов К.А., Христолюбов В.Л. Организация единого информационного пространства для распределенного выполнения проектов в авиадвигателестроении  // Вестник УГАТУ: науч. журн. уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. Сер. Управление в социальных и экономических системах, т.16, № 6 (51)/2012. – с.202­210.

2. Речкалов А.В., Артюхов А.В., Ризванов К.А. Концепция структурно-информационной организации ситуационного центра для оперативного управления машиностроительным дивизионом с территориально-распределенным производством // Вестник УМО. Экономика, статистика и информатика. МЭСИ, № 3, 2014. С. 192-195.

3. Кривошеев И.А., Куликов Г.Г., Ризванов К.А. Разработка методологии управления машиностроительной организацией на основе математического и системного моделирования виртуальных производств // ISSN 2303-9868. Международный научно-исследовательский журнал № 7 (14) / 2013, ч. 2, Екатеринбург, 2013. – с.69-71.

4. Гузаиров М.Б., Куликов Г.Г., Ризванов К.А. Структурная модель информационной системы для производственного планирования // CSIT’2014, т. 1 / 2014, Шеффилд, Англия. – С. 10-14.

5. Ризванов К.А., Никулина Н.О. Построение единого информационного пространства на примере INFOR ERP LN для управления проектами // Матер. V Всерос. науч.-техн. конф., Уфа: ОАО УМПО, 2011. – с.290-293.

6. Куликов Г.Г., Ризванов К.А., Денисова С.С. Архитектура интегрированной информационной модели для разработки, производства и эксплуатации ГТД совместно с его системой автоматического управления, контроля и диагностики // ISSN 1998-6629. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королева № 3 (19) Часть 1. Матер. межд. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», 2009. – с.244-252.

7. Речкалов А.В., Артюхов А.В., Ризванов К.А. Об организации территориально-распределенного виртуального производственного планирования машиностроительного дивизиона // ISSN 2340-3499. Международный союз ученых «Наука. Технологии. Производство» № 1 (5), 2015. – с. 38-42.