Информационный комплекс, обеспечивающий создание и управление инженерными данными на авиационных предприятиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат технических наук Никитин, Андрей Алексеевич

• Никитин, Андрей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Никитин, Андрей Алексеевич

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ систем управления инженерными данными.

1.1.1. Структура, характерные особенности и тенденции развития современного рынка СУИД.

1.1.2. Сравнение СУИД, используемых на российских предприятиях.

1.1.3. Результаты сравнительного анализа.

1.1.4. Сравнительный анализ задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным бумажным документооборотом.

1.2. Предпосылки использования СУИД и необходимость ее адаптации и настройки под требования Заказчика.

1.2.1. Задачи, стоящие перед предприятием и подходы к их решению.

1.2.2. Описание ситуации, сложившейся на российских авиационных предприятиях.

1.2.3. Критерии оценки эффективности применения СУИД.

1.2.4. Приоритетность задач и пути оптимизации подходов управления инженерными данными.

1.3. Постановка задачи исследования.

1.3.1. Вербальная постановка задачи.

1.3.2. Математическая постановка задачи.

1.4. Выводы.

2. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА.

2.1. Описание ЖЦ авиационных изделий и порождаемых на них данных.

2.2. Формирование подхода к планированию и этапности реализации проекта.

2.3. Методика ведения проекта, как средство для достижения результата.

2.4. Подходы к разработке проектных документов (ТЗ и ТО).

2.5. Требования к структуре размещения информации и регламентированного доступа к ней.

2.6 Подходы к описанию существующих БП, анализу существующих информационных потоков и дальнейшая их реорганизация.

2.7 Реализация идеологии мастер модели на предприятии.

2.8 Создание среды электронного взаимодействия ОКБ - Завод.

2.9 Технология параллельного проектирования в едином информационном пространстве.

2.10. Выводы.

3. ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ.

3.1. Назначение, возможности, задачи реализуемые СУИД.

3.2 Оценка необходимости изменения (адаптации) системы.

3.3. Принципы работы и логика построения системы.

3.4 Формирование модели данных.

3.5 Реализация процессов инженерного документооборота в СУИД.

3.6 Алгоритм действий пользователей при проектировании изделий и последующем проведении технологической подготовки производства в информационном комплексе.

3.7 Электронное проведение изменений в СУИД и выпуск соответствующих документов.

3.8. Проектные исследования.

3.9. Выводы.

4. СОЗДАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ СУИД.

4.1. Спецификация.

4.2. Извещение об изменении.

4.3 Книга регистрации.

4.4 Ведомость спецификации.

4.5 Ведомость покупных.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационный комплекс, обеспечивающий создание и управление инженерными данными на авиационных предприятиях»

Глобализация, и как следствие ужесточение конкуренции приводит к необходимости предприятиям Российской Авиационной промышленности искать пути по совершенствованию производственных процессов и послепродажного сопровождения изделия. Рынок предъявляет все более жесткие требования к создаваемым изделиям. Это и сокращение времени выхода на рынок, и снижение стоимости, и повышенные требования к качеству создаваемого изделия, снижение затрат на эксплуатацию AT. Использование технологий и методик, существующих на данный момент на предприятиях, не позволяет сделать качественно новый скачек в разработке и создании изделия, а так же обеспечить его иновационность и сложность.

Ситуация осложняется использованием на предприятиях устаревших стандартов, инструкций, ориентированных на бумажный документооборот. Для реорганизации которых у руководства не хватает воли, квалификации персонала, а порой элементарных знаний и четкого представления, что должно получиться в итоге и как будут выглядеть новые процессы создания изделия на предприятии. Неспособность четко оценить преимущества, достигаемые за счет использования новых информационных технологий, вынуждает предприятия работать по старому, делая их все менее и менее конкурентно способными.

Следует так же отметить, что конкуренция инновационных решений и промышленный шпионаж заставляет предприятия задумываться о безопасности интеллектуальной собственности, которую не возможно обеспечить существующими подходами, основы которых были заложены в 70-х годах.

Все перечисленное определяет стратегические планы, которые должны быть сформированы и принятыми к исполнению предприятиями, при желании перейти на более качественно новый уровень создания AT. При формировании планов необходимо основной акцент сделать на:

• совместную работу, участников процесса создания изделия;

• параллельную разработку изделий;

• сокращение количества прототипов;

• проектирование правильно с первого раза;

• использование накопленных знаний и опыта, используемого на предприятии;

• проектирование, диктуемое требованиями, предъявляемыми Заказчиками.

Реализация подобных условий возможна только при продуманной политики руководства, а так же желания и понимания, что существующая технология работы устарела и требует изменения. Реализация стратегических планов нацелена на совершенствование:

• инфраструктуры предприятия;

• общих средств разработки;

• ответственности персонала к выполняемой работе;

• контролируемого доступа к информации;

• использования цифрового макета изделия;

• управление изменениями на всех стадиях создания изделия;

• интеграция всех служб, обеспечивающих жизненный цикл изделия;

• моделирования процессов поискового проектирования. Совершенствование данных задач определяет выбор стратегий решения от правильности, которых зависит:

• управление информацией предприятия;

• выбор методики и подходов, ориентированных на работу с электронными данными;

• параллельный просмотр данных в реальном времени;

• использование идеологии мастер модели;

• управление требованиями на начальных этапах создания изделия. Разработанные стратегии решений задач, стоящих перед предприятиями в свою очередь определяют набор решений, который позволит предприятию достигнуть желаемого результата. Данные решения можно разделить на процессные и технологические.

Процессными решениями называются процедуры и методики создания или совершенствования процессов создания AT. Данные процедуры должны быть формализованы и описаны в состоянии «Как есть». На предприятиях должны быть разработаны критерии, на основе которых будет осуществляться реорганизация существующих бизнес процессов и приведение их к состоянию «Как должно быть». Процессы, требующие особого внимания, перечислены ниже.

- выпуск и распространение данных;

- параллельная разработка;

- внесение изменений;

- управление структурой изделия;

- управления информационными потоками предприятия.

Технологическими решениями называются приобретаемые или самостоятельно разработанные программные комплексы. Все программное обеспечение можно разделить на следующие характерные классы:

- СУИД;

- САПР;

- интеграционные решения;

- шаблоны;

- собственные приложения;

- приложения третьих сторон.

Анализ ситуации сложившейся на российских предприятиях авиационной промышленности позволяет сделать следующие заключение. На большинстве предприятиях в той или иной мере используются САПР. Методики и подходы использования данных систем на всех предприятиях различны и далеко не оптимальна и требует кардинального изменения, для получения максимальной эффективности от внедрения на предприятиях систем автоматизированного проектирования. Данные системы должны использоваться совместно с приложениями третьих сторон, различными интеграционными решениями и шаблонами, которые позволяют решать вопросы проведения дополнительных расчетов конструкции (прочностные, аэродинамические, кинематические и т.д.), а так же выпуск конструкторской и технологической документации. Помимо этих систем на предприятиях существует большое количество собственных программ и приложений, которые были созданы в различные годы и решают большой спектр задач, порой перекрывая друг друга по функциональности. Весь этот набор ПО порождает большое количество информации, которая находится на различных носителях у различных пользователей и практически не связана между собой. Использование подобной информации не позволяет быть уверенным в достоверности и корректности информации на любой момент времени. Все это делает подобную автоматизацию «лоскутной» и не отвечающей требованиям международных стандартов.

Средством позволяющим исправить сложившуюся ситуацию является СУИД. Внедрение и адаптация данного ПО на предприятии является сложным итерационным процессом, от успешности, которого зависит эффективность использования и управления инженерными данными, а так же использование этих данных другими подразделениями предприятий, и как следствие достоверность данных создаваемых в системах управления ресурсами предприятия (ERP). Тесная интеграция с ERP системами предъявляет дополнительные требования к СУИД, которые должны быть реализованы или предусмотрены на начальных этапах внедрения системы.

Очевидно, что ключевыми моментами к удачному внедрению СУИД является:

- широкое видение и комплексный подход к планированию и внедрению системы;

- систематизированная и отработанная методика внедрения, а так же программа обучения руководства и команды, участвующих в проекте; и

- поддержание внутренней культуры предприятий, используемых методик и накопленных знаний;

- внедрение системы должно контролироваться высшим руководством предприятия;

- объем работ должен быть хорошо определен и понятен, для чего необходимо определить конкретную функциональность для каждой задачи. Исходя из выше перечисленного, формулу успешного внедрения можно записать следующим образом:

Успех = Видение + Опыт + Организация + Поставщик + Процесс + Система

Более подробно формула успеха и ее составляющие будут рассмотрены в данной диссертационной работе. Основной акцент будет уделен СУИД. Существует большое количество определений термина СУИД, но наиболее правильным является определение, данное CIMdata Inc «СУИД представляет собой общий термин, охватывающий все системы, которые используются для управления определяющей информацией о продукте и процессах, используемых для его поддержки и сопровождения». Данная формулировка полностью раскрывает идеологическую составляющую данного продукта.

Качественный выигрыш от использования СУИД достигается, во-первых, за счет взаимодействия, используя общий инструмент решения задач и однозначного понимания их контекста, во-вторых, за счет управления, заключающегося в упорядоченности информационных потоков и подходов к созданию данных, и в третьих, за счет совместимости, предоставляя единую базу данных, обновляемому в реальном времени. Зависимость времени, требуемое конструктору для начала проектирования, от количества деталей, из которых состоит узел/изделие, представлена на рисунке 1. СУИД Традиционный документооборот с САПР

Бумажный документооборот

Рис. 1 График зависимости времени и количества деталей t под. - время затрачиваемое, конструктором (пользователем) на поиск необходимой информации, после получения задания на проектирования, а так же понимание контекста проектирования и место его задачи в разрабатываемом изделии. п - Кол-во деталей из которых состоит разрабатываемое изделие. Для анализа выбраны изделия с минимальным количеством инновационных решений, создаваемые на основе существующих прототипов. Процент унаследованных ДСЕ составляет 85%.

Как отмечалось ранее, СУИД обеспечивает объединение всех инстру-ментариев, используемых в работе в одном месте, объединенным интуитивно понятным интерфейсом, что позволяет сокращать время проектирования.

На текущий момент невозможно достоверно количественно определить сокращение времени проектирования и технологической подготовки производства, данный показатель может существенно варьироваться в зависимости от типа предприятия и его выпускаемой продукции. По данным компании Pratt & Whitney после внедрения СУИД на предприятии и создании единого информационного пространства со своими филиалами, а так же субподрядчиками, находящимися в различных городах и на различных континентах были достигнуты следующие результаты:

- Произошло полное осмысление того, как осуществляется проектирование и производство

- Сокращение времени выхода на рынок с 5 лет до 2 ХА лет

- Удовлетворение и реализация требований заказчика по созданию изделию, на начальных этапах ЖЦИ

- Взаимодействие всех подразделений, участвующих в разработке

- Управление более чем 14000 уникальными частями & 3500 соответствующих моделей

- Снижено время создания рабочей части с пяти дней до нескольких часов

- Переведены все чертежи с бумаги в цифровые модели, основополагающей информацией является электронная информация

Неоспоримые преимущества СУИД перед традиционными методами создания и управления проектной информацией обусловили выбор направления данного диссертационного исследования. Данная работа направлена на изучение процесса и методики внедрения системы управления инженерными данными, на предприятиях авиационной промышленности, а так же последующей адаптации и настройки системы под требования, и в соответствии с действующими на предприятиях стандартами.

Необходимость перехода от бумажного документооборота к новым информационным технологиям диктуется, по крайней мере, несколькими причинами: возрастающей конкуренцией между производителями AT, которая усугубляется всеобщей глобализацией и требования эксплуатантов к последующему сопровождению AT. Все чаще и чаще обязательным условием Покупателей при приобретении AT является предоставление электронных руководств по ремонту и эксплуатации техники. Наличие электронного макета изделия и описание структуры изделия и всех основных характеристик

ДСЕ, входящих в это изделие в соответствии со стандартом ISO 10303, делает предприятие более открытым и гибким при работе с партнерами, смежниками и поставщиками. Все это позволяет быстро реагировать на запросы, предъявляемые Заказчиком к разработке или сопровождению изделий. Так например, наличие у Эксплуатанта сайта связанного с базой разработчика и производителя изделия, позволяет ему вносить информацию об отказах, а так же осуществлять заказ необходимых деталей, отслеживать ресурс, а так же контролировать процедуры, осуществляемые разработчиком, нацеленные на его продление.

По состоянию на настоящий момент не существует общепринятых методик и стандартов по внедрению и адаптации СУИД на предприятиях России. Это связано, прежде всего, с тем что в отрасли преобладают устаревшие подходы к планированию и управлению созданием изделий, которые не позволяют комплексно и систематизировано определять влияние каждого этапа жизненного цикла на качество, сроки выхода на рынок и стоимость изделия. Кроме того, подходы и технологии, использующиеся на предприятиях разработаны в 70-80 годах прошлого века и не отражают реалий и передовых достижений науки и техники XXI века [30].

Тяжелые времена, переживаемые авиационной промышленностью России, привели к кадровым проблемам на предприятиях. За эти годы потерялись знания и опыт, которые передавались от поколения к поколению. Молодые специалисты, работающие на предприятиях не могут создавать изделия, учитывая практику, подходы, школу, существовавшую ранее на предприятиях. Все это приводит к большому количеству ошибок, переделок на стадии проектирования, которые порой выплывают только на стадиях производства изделия, что приводит к большим финансовым потерям, не говоря об потери «лица компании», за просрочку поставки изделия потребителю, что может привести к разрыву контракта и значительным убыткам.

Актуальность проблемы и возможность ее решения на принципиально новом техническом уровне обусловили выбор темы исследования. Объективно существующие предпосылки к повышению качества проектных работ, сокращением сроков проектирования и технологической подготовки производства, а так же снижением материальных затрат привели к необходимости использования новых методов и средств, обеспечивающих создание и управление данными, на протяжении всего ЖЦИ, учитывая существующий багаж знаний и опыт, накопленный за многие годы существования предприятия.

Методологической и теоретической основой исследования являются фундаментальные труды по проблемам использования на различных этапах разработки изделий AT информационных технологий, к которым относятся работы А.Г. Братухина [11], П.В.Балабуева, В.А.Богуслаева, Г.А.Кривова [10], Судова Е.В [60], Michael Grieves [68], John Stark [67], А.П. Афанасьев, В.И. Галкин, А.А. Лисов [8], Хазова И.А.[61] и др. В частности, в трудах [10, 67, 8,61] рассмотрены результаты работ в области научного и практического компьютерного обеспечения процессов жизненного цикла сложных авиационных изделий и интегрированного информационно технического взаимодействия, построенного на принципах виртуального предприятия, реализованные на всемирно известных предприятиях; указаны основные подходы к построению единого информационного комплекса; рассмотрены методики внедрения СУИД на предприятиях авиационного комплекса, описаны подходы к концептуальному проектированию виртуальных предприятий на основе реальных примеров. В этих работах также рассмотрены различные способы автоматизации проектирования самолетных конструкций; изложены экономически и технические точки зрения на построение PLM решений в рамках объединений, с указанием примеров; выявлены ключевые требования к СУИД с учетом российской специфики; приведены описания предлагаемых подходов к решению проблем отечественного производства. В работе [51] изложен математический аппарат теории множеств и графов, используемый как средство моделирования объектов и процессов в математическом обеспечении CALS технологии, показано применение аппарата в иерархической системе математического моделирования жизненного цикла изделий. Разработанная автором математическая модель позволяет использовать ее как базовую структуру, определяющую предварительную модель данных информационного комплекса, на основе которой реализуются основные производственные процессы. Важной основой при разработке технологии параллельного проектирования в единой информационной среде стали труды C.JL Марьина [39], в которых рассматриваются основные сложности, испытываемые авиационными предприятиями в реализации процессов проектирования и построения взаимодействия ОКБ - Завод, и определены пути их решения. В данной работе приведена схема проектирования, учитывающая программный комплекс, построенный на продуктах компании UGS, с описанием методов и принципов работы в нем.

Помимо указанных выше работ для сравнительного анализа и уточнения критериев выбора правильного решения используются документы, регламентирующие и определяющие процедуры внедрения и работы в СУИД на предприятиях. Данные работы проведены на ОАО «Сухой», ОАО «Гражданские самолеты Сухого», НАПО «КНАПО», ОАО «Авиадвигатель» и др.

Анализ работ убеждает в необходимости разработки методик, рекомендаций и подходов к созданию информационного комплекса, обеспечивающего управление инженерными данными на авиационных предприятиях. Проведенный анализ подтверждает отсутствие структурированных, стандартизованных критериев и требований, определяющих задачи адаптации и функционирования СУИД, что объясняется не правильным пониманием применения информационных технологий. Текущее положение предприятий российского авиастроения требует создания нового подхода к осуществлению электронного документооборота, построенного на принципах параллельного инжиниринга и идеологии «мастер модели», а так же придание ему принципиального нового официального статуса. Первичным при таком подходе является электронная информация, а бумага является не чем иным как отчетным документом, который должен перевыпускаться на основании изменения электронной информации.

Практическая ценность диссертационной работы.

Разработанные методики и подходы внедрения СУИД, а так же осуществленная на их основе адаптация и доработка системы, обеспечивает реализацию требований, предъявляемых предприятиями авиационной отрасли к управлению и созданию инженерных данных. Реализация изложенной в данной работе концепции электронного документооборота, позволит предприятиям создать единую базу проектной информации, которая может совершенствоваться и уточняться по мере разработки новых изделий на предприятии. На ее основе можно начать формирование базы знаний, которую в дальнейшем можно использовать для обучения персонала и передачи им знаний и опыта, накопленного предыдущими поколениям работников предприятия. Созданный информационный комплекс позволит обучать молодых специалистов, поступающих на работу, передавать им опыт и знания, а так же организовывать процесс разработки изделия. Все это позволит поднять квалификацию и уровень компетентности персонала, тем самым снизить количество людей, участвующих в проектировании изделий. Подходы к осуществлению электронного документооборота изложенные в работе позволяют предприятиям правильно оценить эффективность существующих процессов разработки изделия, провести их реорганизацию и обеспечивать их реализацию с использованием меньших ресурсов на качественно новом уровне.

Разрабатываемый программный комплекс является современным инструментом конструктора и технолога и предназначен для проведения проектных работ и технологической подготовки производства, а так же выпуск РКД в соответствии с действующими стандартами на предприятии.

Результаты работы могут быть использованы ОКБ и серийных заводах. Но необходимо помнить, что СУИД реализует уникальность каждого предприятия и описанные подходы будут требовать некоторой корреляции в соответствии с текущей ситуацией сложившейся на конкретном предприятии.

Внедрение результатов.

Разработанные методики и ПО, обеспечивающие функционирование СУИД на предприятиях, внедрены в ОАО «Авиадвигатель», в ФГУП «Завод имени В.Я.Климова», ОАО «ММП им. В.В. Чернышева», ФГУП «ПО «УОМЗ». Как отмечалось выше, не существует одинаковых методик и ПО для различных предприятий, поэтому используется общая концепция и методика внедрения, а так же базовый функционал разработанных модулей и методов дорабатываются при необходимости под каждое предприятие. Это связано прежде всего с тем, что различные принципы работы и подходы используются на предприятиях, различна их готовность к внедрению новых технологий, и после внедрения СУИД превращается в систему управления инженерными данными конкретного предприятия, настроенного на его стандарты, подходы и хранящего информацию созданную на предприятии.

Основные теоретические положения и некоторые результаты внедрения опубликованы автором в четырех научных статьях [44, 46, 47, 48], одном учебно-методическом пособии [45].

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов по работе, заключения, списка литературы (71 работа отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации -256 страниц, включая 16 таблиц и 64 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Никитин, Андрей Алексеевич

ВЫВОДЫ

В данной работе предложен новый подход к построению и использованию информационного комплекса, обеспечивающего разработку и управление всей инженерной информацией предприятия. Сущность подхода заключается в формировании методик и технологий, позволяющих реализовать процессы внедрения, адаптации и совершенствования СУИД, нацеленных на оптимизацию существующих производственных процессов. На основании внедряемого аппаратно программного комплекса разработаны принципы работы инженерного персонала предприятия и рассмотрены мероприятия и технологии планомерного перехода от одной технологии создания изделия к другой.

1. Проведенный сравнительный анализ различных групп СУИД показывает, что только СУИД высокого уровня реализует все требования авиационных предприятий по созданию и управлению данными, обеспечению распределенной работы, надежности и безопасности информации. Среднее значение показателя функциональности таких систем равно 4,63 балов, что на 25% больше показателя ближайшей конкурентной группы.

2. Результаты сравнительного анализа задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным документооборотом, показывают возможность перехода предприятий авиационной отрасли на электронный или полу электронный документооборот, без нарушения условий безопасности и интеллектуальной собственности, а так же сохранения целостности и актуальности накопленных знаний и опыта. В рамках исследования определены основные риски проекта и описаны пути отслеживания и управления ими. Срок перехода от одного вида документооборота к другому может составлять 0.8 - 2 года, что определяется подготовленностью предприятия к такому переходу и наличию актуальных, финансируемых задач, связанных с разработкой и производством принципиально новой техники.

3. В рамках данной работы определена приоритетность задач и последовательность их выполнения в процессе внедрения СУИД, что позволяет достигать поставленной цели в минимальные сроки при минимальном использовании ресурсов. Предложенный подход к определению критичности задач и их продолжительности, позволяет корректно выработать последовательность действия и оптимизировать использование ресурсов. Описанные методы являются результатом интеграционного совершенства теоретических основ, уточненных в результате практической работы.

4. На основании концепции шесть сигма разработаны критерии и подходы, позволяющие определить уровень оптимизации и совершенствования СУИД. Предложенная концепция позволяет оценивать любые решения, связанные с изменением функционала системы, в которых необходимо сделать сложный многокритериальный выбор. Так для Пермского Моторного Комплекса (ПМК) f(Y)=6, для АВПК «Сухой» f(Y)=2.5, для АК «Ильюшин» f(Y)=1.5. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что СУИД на АВПК и АК требует немедленной оптимизации.

5. Разработаны методики формализации, оценки и реорганизации, существующих на предприятии процессов, которые позволяют провести их качественную оценку, основываясь на разработанных критериях и показателях. Это позволит предприятиям на принципиально новом уровне анализировать информационные и организационно распорядительные потоки.

6. На основе методологии внедрения разработана модель данных и выполнена полная программная реализация дополнительных настроек системы ТСЕ, предназначенной для информационного сопровождения изделия на протяжении всего жизненного цикла. Использование СУИД на всех этапах создания изделия позволяет руководству осуществлять оперативный контроль производственных процессов, быстро решая спорные вопросы, и получать в полном объеме весь комплекс информации по любому уровню разработки.

7. Проведенное тестирование разработанного ПО, доказывает возможность его использования на российских авиационных предприятиях в процессах создания AT, без нарушения требований стандартов и внутренней логики производственных процессов.

8. Формализация свойств и принципов управления ассоциативными связями между моделями, осуществляемая в рамках идеологии мастер модели, позволяют оптимально реализовывать процесс проектирования и создания электронного макета, сокращая количество ошибок, время разработки, повышая мобильность создания новых исполнений изделий, формируемых на основе прототипа. Логически увязанные ДСЕ, образующие изделие и созданные на их основе элементы технологической подготовки и измерения, управляемо преобразовываются при внесении изменения в конструкцию изделия. Согласно экспертным оценкам это приводит к сокращению сроков проектирования в 2-4 раза.

9. Предложенный механизм проведения изменений в системе ТСЕ, полностью реализует инновационные идеи, заложенные в реорганизованные процессы управления инженерными данными, а так же обеспечивает полное соответствие требованиям ЕСКД и корректное взаимодействие с предприятиями, совместно участвующими в разработке изделия.

10. Проведенные исследования различных технологий создания камеры сгорания авиационного двигателя, подтверждают правильность методов и подходов, составляющих основу построения информационного комплекса предприятия, а так же доказывают преимущества использования комплекса СУИД, в процессе создания изделия. Согласно результатам исследования использование СУИД в проектных работах позволяет:

• сократить время создания РКД в 1,5 и 2 раза по сравнению с бумажной технологией и использованием САПР соответственно;

• сократить время проектирования оснастки и создание программ ЧПУ в

I,8 и 2,5 раза;

• сократить количество ошибок в 6 и 2,5 раза;

• сократить количество участников проектирования в 3 и 2 раза.

II. Применение технологии параллельного проектирования в контексте взаимодействия ОКБ - Завод позволяет создать единую среду, в которой будет осуществляться централизованное управление процессами и информацией, на основе принципов и регламентов, описанных в данной работе. Предложенный подход позволяет предприятиям проектантам решать вопрос сохранения интеллектуальной собственности. Анализ текущей ситуации показывает неэффективность реализации сквозных процессов создания изделия на АВПК «Сухой» и АК «Ильюшин», а также несоответствие механизм обмена информацией требованиям единого информационного пространства, что приводит к нарушению целостности электронного макета и связанных с ним данных.

12. Разработанный автором алгоритм действия пользователей, позволяет систематизировать и регламентировать процедуры, которые должны выполняться ими, в рамках новой концепции использования на предприятии информационных технологий. Данная информация может стать основой стандарта, определяющего порядок проведения проектирования и технологической подготовки производства.

13. Верификация системной оценки построения эффективной СУИД проводилась для трех объединений АВПК «Сухой», АК «Ильюшин», Пермский Моторный Комплекс (ПМК). Достоверные данные в полном объеме есть только по ПМК, в силу того, что автор принимал участие во внедрении СУИД на этом предприятии, для остальных компаний пришлось использовать подход приближений и допущений, который позволяет компенсировать отсутствие полного объема информации. Недостаток информации объясняется тем, что объект исследования является «know how» каждого обследуемого предприятия. Проведенный расчет показал, что:

• усредненный параметр качества решенных информационных задач у ПМК=3.9 бала, АВПК=3 бала, АК=1.8 бала. Низкий уровень балов АК объясняется не соответствующим уровнем доработки системы, связанным с использованием внешних средств разработки, а не сертифицированных и рекомендуемых ПО, поэтому быстродействие и удобство работы с комплексом оставляет желать лучшего. Доработки системы на АВПК носят лоскутный характер и не учитывают современных решений, появляющихся в новых версиях СУИД;

• эффективность использования системы в решении производственных задач, определяется усредненным показателем, который для ПМК=8.8, АВПК=8.0, АК=6.7. Данные значения напрямую связаны с адаптацией системы под действующие стандарты и методы работы, а так же уровнем автоматизации выполняемых задач. На АК СУИД используется в основном только в подразделениях САПР, а не в специализированных отделах, что делает решение задач однобоким, не отражающим всех требований участников разработки изделия;

• показатель совершенства качества производственных процессов при использовании системы. Данный параметр варьируется от 0.1 до 1 и зависит от оснащенности предприятия, квалификации персонала, действующих стандартов и степени их соответствия идеологии информационных технологий. ПМК=0.6, АВПК=0.7, АК=0.4;

• обобщенный показатель эффективности СУИД, определяет уровень внедрения системы, глубину адаптации под требования и культуру предприятия, комплексность решений и эффективность их использования в производственных процессах. Значения для ПМК=4.6 балов, АВПК=4.2, АК=3.1. Разница в балах определяется отсутствием на АВПК приложений, реализующих проведение в СУИД изменений, а также отсутствие сквозных процессов создания изделий. Для АВПК и АК характерно, что многие задачи электронного документооборота не реализованы в полном объеме. Построение информационного комплекса на АК не имеет четкой стратегии и концепции, что объясняет разнородность доработок, проведенных в системе. В свою очередь низкий уровень информатизации Заводов изготовителей нарушает целостность комплекса и решаемых им задач. Не желание заменить устаревшую систему технологической подготовки производства не позволяет ПМК рассчитывать на максимальный показатель, т.к. уровень интеграции АСУ ТП и СУИД, не позволит обеспечивать требуемый регламент и механизм обмена данными.

14. Описанные в данной работе приложения и методы являются законченными программными решениями, прошедшие апробацию в реальных условиях, которые могут использоваться на предприятиях в состоянии «как есть» или с незначительной доработкой.

Таким образом, в данной диссертационной работе разработано научно-методическое обеспечение СУИД, включающее методики, алгоритмы и программные средства, обеспечивающие реализацию основных задач выполняемых в процессе создания изделия, а так же определены основные подходы к трансформации существующих технологий разработки изделий авиационной техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Постоянно возрастающая конкуренция, заставляет предприятия искать пути для сокращения сроков проектирования и выхода на рынок, снижение стоимости разработки, повышение качества, создаваемых изделий. Все это делает более актуальной задачу по совершенствованию производственных процессов, основываясь на новых информационных технологиях.

Решение данной задачи требует использование СУИД, которая после оптимизации и разработки новых методов и приложений становится принципиально новым программным продуктом, позволяющим предприятиям реализовать новые подходы в проектировании, формировать оптимальные взаимоотношения между подразделениями предприятия, а так же поставщиками и смежниками. Для обеспечения заданных требований внедренная на предприятии СУИД должна обладать следующими свойствами:

• быть масштабируемой и расширяемой,

• быть интуитивно понятной и простой в использовании,

• иметь механизм, обеспечивающий интеграцию имеющихся на предприятии программных продуктов в единое информационное пространство,

• обладать инструментариями и методами, обеспечивающими использование СУИД, как базы знаний,

• иметь непротиворечивую информационную среду, доступную и одинаково понимаемую всеми участниками создания изделия. Проведенный анализ предприятий, использующих систему ТСЕ, для управления инженерными данными показал отсутствие системности внедрения, а так же регламентированных подходов и методов к полнофункциональному использованию СУИД на предприятии. И самое важное то, что компании не получают максимального эффекта от применения ТСЕ. Это обусловило выбор направления данного диссертационного исследования. Методологической и теоретической основой исследования стали данные по внедрению и использованию СУИД на западных предприятиях авиационной отрасли, а так же данные, полученные в результате непосредственного участия автора во внедрении системы ТСЕ на российских предприятиях.

Научная новизна диссертации заключается в разработке научно-методического подхода к внедрению системы ТСЕ, включающего методики, инструкции, алгоритмы и программное обеспечение, которые позволяют в максимально короткие сроки внедрять и наиболее эффективно использовать систему ТСЕ на авиационных предприятиях, с учетом всех действующих на текущий момент стандартов.

В процессе работы определен перечень задач, требующих особого внимания при внедрении СУИД на предприятиях, предложена и апробирована методика внедрения системы ТСЕ, описана технология работы участников производственных процессов в информационном комплексе, предложены решения по созданию документации в соответствии с действующими стандартами, разработано ПО, обеспечивающее автоматизацию работ персонала предприятий.

Изложенная в данной работе информация может использоваться предприятиями, начинающими внедрение СУИД или осуществляющие совершенствование внедренной системы, как законченное решение, на основе которого могут формироваться и развиваться любые решения, связанные с построением вертикальной интеграции всех процессов и данных, использующихся на предприятии. Результаты данной работы имеют практическое применение на многих предприятиях России, что подтверждает их правильность и необходимость.

256

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Никитин, Андрей Алексеевич, 2006 год

1. Абдрашитов Р.Т., Аблязов В.И., Акимов А.А., Теория и практика регионального инжиниринга, СПб.:Политехника, 1997.-278с.

2. Август-Вильгельм Шеер «Моделирование бизнес процессов», М.: Весть - МетаТехнология, 2000

3. Авиация. Энциклопедия. М.: "Большая российская энциклопедия", ЦА-ГИ, 1994. 448 с.

4. Аксенов Л.Б. Системное проектирование процессов штамповки. Л.: Машиностроение. 1990,240 с.

5. Алексеев А.В., Борисов А.Н., Вилюмс Э.Р., Слядзь Н.Н., Фомин С.А. Интеллектуальные системы принятия проектных решений. Рига: Зи-натне, 1997.

6. АООТ «ОКБ СУХОГО». Временное положение О порядке выполнения проектно конструкторских работ в системе Unigraphics/iMAN

7. Арепьев А.Н., Богачева С.В., Калганов А.Ф., Куприков М.Ю., Максимович В.З., Галин Л.Я. Автоматизация проектирования самолета. Учебное пособие к лабораторным работам. М.: МАИ, 1996. 72 с.

8. Афанасьев А.П., Галкин В.И., Лисов А.А., Парамонов Ф.И., Петров А.П. Новые принципы построения и организации автоматизированной системы конструкторско-технологической подготовки производства// Автоматизация проектирования, 1999, №2

9. Бадягин А.А. О работе над кандидатской диссертацией по техническим наукам: Методическая разработка. М.: МАИ, 1983.-23 с.

10. Балабуев П.В., Богуслаев В.А., А.Г.Братухин А.Г., Кривов Г.А. Информационные технологии в наукоемком машиностроении. Киев: «Техника», 2002 г.

11. Братухин А.Г. CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции) в авиастроении, М.: МАИ, 2002

12. Братухин А.Г. Приоритеты компьютеризированного производства авиационной техники //Вестник машиностроения, 1999, №4

13. Брахман Т.Р. Многокритериальное^ и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и Связь, 1984.

14. Брусов B.C., Баранов С.К. Оптимальное проектирование летательных аппаратов: Многоцелевой подход. М.: Машиностроение, 1989.-232 с.

15. Геминтерн В.И., Каган Б.М., Методы оптимального проектирования. М.: Энергия, 1980.- 160 с.

16. Геминтерн В.И., Штильман М.С. Оптимизация в задачах проектирования. М.: Знание, 1982.

17. Геореткина Е. «От управления данными к управлению жизненным циклом», М.: Изд. PCWeek, 2004, №47.

18. ГОСТ 28388-89, Документы на магнитных носителях данных. Порядок выполнения и обращения. М.:Изд. Госстандарта, 1990.

19. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. М.: Изд. Госстандарта, 1990.

20. Евгенев Г.Б. Системология инженерных знаний: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. - 376с.

21. Евдокимов А.А., Королев С.Б., Музычук И.А., Сироткин Я.А. «Управление объектами, процессами и ресурсами в среде CAD/CAM/CAE/PDM-систем и ее интеграции с ERP-системой».

22. Егер С.М., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автоматизированного проектирования самолетов. М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

23. Жиганов А.С., Никитин А.А. Дальнемагистральный пассажирский самолет и его сертификация. "Будущее авиации 97" М. МАИ, 1997 -100с.

24. Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е.И. Реинжиниринг и автоматизация технологической подготовки производства в машиностроении. СПб.: "Компьютербург", 2003 -153с.

25. Злыгарев В.А. Информационные технологии основа обновления российской промышленности // Вестник машиностроения, 1998, №5 -с.40-44

26. Каменнова М., Громов А. Технологии для виртуального предприятия, М.: Открытые системы 2000. № 4

27. Кашин B.C., Порфильев В.И., Солянов В.П. Сквозной процесс автоматизированного конструирования монолитных панелей крыла // Автоматизация проектирования, 1988. №1 -с.97-102

28. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981.

29. Коваленко В.Н. Системы автоматизации проектирования вчера, сегодня, завтра. Институт прикладной механики РАН, М.: Изд. Открытые системы, 1997, №2.

30. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002.

31. Куприков М.Ю. Структурно-параметрический синтез геометрического облика самолета при «жестких" ограничениях, Учебное пособие, М.: МАИ, 2003

32. Лоция Софт. Проведения изменений на предприятиях машиностроения

33. Львов В.П. Автоматизированные системы анализа и оценки вариантов компоновочных схем самолетов. М.: МАИ, 1982. 54 с.

34. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление проектами. Справочник для профессионалов. М.: Высшая школа, 2001.

35. Майкл Е. Портер, Конкурентная стратегия, М.: "Альпина Бизнес Букс", 2006 452с.

36. Малышев В.В. Методы оптимизации сложных систем. М.: МАИ, 1981.

37. Малышева Л. Разработка внутрикорпоративных стандартов. Открытые системы, 2001, сентябрь. - с.58-63.

38. Марка Д., Мак-Гоуэн К., Методология структурного анализа и проектирования. М:."Метатехнология", 1993.-240с.

39. Марьин С.Л. Компьютерная технология проектирования, Руководящий документ, М: ЛАНИТ, 2000

40. Марьин С.Л., Компьютерные технологии для проектирования и производства сложных изделий машиностроения, Москва, Изд. Компьютерпресс, «САПР и графика», 2000, №7.

41. Митрофанов С.П., Куликов Д.Д., Миляев О.Н., Падун Б.С., Технологическая подготовка гибких производственных систем, Л. Машиностроение, 1987.-352с.

42. Мухин А.В. Новая концепция организации промышленного производства //Промышленность России. 2000. № 6(38)

43. Мхитаров А.Н. С чего начинается PLM, М.: "Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн", 2006, №1(3) с.22-24

44. Никитин А., Новиков А., Белов А., Внедрение PDM на ОАО "ММП имени В.В.Чернышева", Москва, «Двигатель», 2005, №2.

45. Никитин А.А. «Базовый курс обучения системы ТСЕ», М.: ЛАНИТ, 2003

46. Никитин А.А. Реализация электронного изменения в системе iMAN. СПб.: RM-magazine, 1999, № 2.

47. Никитин А.А., Дмитриев С.В. PDM в вопросах и ответах. М.: Изд. КомпьютерПресс, «САПР и графика», 2003, №5.

48. Никитин А.А., Дмитриев С.В. PDM в вопросах и ответах. М.: Изд. КомпьютерПресс, «САПР и графика», 2003, №5.

49. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. - 360с.

50. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организаций и информационные технологии, М.: Финансы и статистика, 1997.-336с.

51. Павлов В.В. Структурное моделирование в Cals технологиях, М.: Наука, 2006

52. Пиявский С.А., Брусов B.C., Хвилон Е.А. Оптимизация параметров многоцелевых летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1974

53. Половкин А.И. Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании). М.: Радио и связь, 1981.

54. Пухов А.А. Реализация САПР в Авиапромышленности, М.: "Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн", 2006, №1(3) -с.3-7

55. Руководящий документ, Защита от несанкционированного доступа к информации, Материал Гостехкомиссии России

56. Семенов В.В., Математическое обеспечение интеллектуальных систем. М.: МАИ, 1992.

57. Сироткин Я.А. Промышленные САПР машиностроения. Элементы геометрического моделирования: Конспект лекций. СПб: Изд-во СПбГТУ, 2000.- 116с.

58. Слейгл Дж. Искусственный интеллект. Подход на основе эвристического программирования. М.: Мир, 1973.

59. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.

60. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели изд. МВМ 2003г.

61. Хазов И.А. Практическое руководство по внедрению CALS-технологий для предприятий Минатома России. Книга 1: Общие сведения, методология, практические рекомендации. М. 2002 г.

62. Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных. М.: Машиностроение, 1990.-224 с.

63. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР/АСТПП./ Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1990, 320 с.

64. AberdeenGroup, September 2005

65. Ed Miller, Ken Amann, CIMdata, PLM Industry Analysis

66. Hammer M., Champy J. Reengineering the Corporation: Amanifesto for Business Revolution, N-Y.: HarperCollins, 1993

67. John Stark Product Lifecycle Management: 21 st century Paradigm for Product Realisation, Hardcover, 2005

68. Michael Grieves Product Lifecycle Management: Driving the Next Generation of Lean Thinking, Hardcover, Oct 26, 2005

69. Michael Hammer, Reengineering Work: Don't Automate, Harvard Business Review, July-August 1990

70. Parametric Technology Corporation, PDM Generation

71. Stephen Samuel Teamcenter Engineering and product lifecycle management dasics, Hardcover, 2006.