Совершенствование судостроительного производства и повышение его эффективности в новых экономических условиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.04, доктор технических наук Александров, Владимир Леонидович

• Александров, Владимир Леонидович
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Александров, Владимир Леонидович

Введение

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Анализ современного состояния судостроительного производства и перспектив его развития в условиях рыночной экономики.

1.1. Анализ состояния и перспективы развития мирового гражданского флота.

1.2. Анализ структуры и количественного состава гражданского флота СССР.

1.3. Анализ структуры, состава и возраста гражданского флота России.

1.4. Анализ структуры пополнения флота по типу и количеству судов. Программа строительства крупных и средних судов гражданского флота.

1.5. Производственные мощности отечественных заводов для строительства крупных и средних судов.

1.6. Анализ технико-экономических показателей постройки крупных и средних танкеров на отечественных заводах и за рубежом.

1.7. Предварительное технико-экономическое обоснование создания судостроительной верфи нового поколения.

Выводы.

Глава 2. Исследование и разработка концепции экономической деятельности судостроительного предприятия в новых экономических условиях.

2.1. Анализ деятельности судостроительного предприятия в условиях централизованной экономики

2.2. Анализ деятельности судостроительных предприятий в условиях перехода к рыночной экономике.

2.3. Менеджмент судостроительного предприятия.

2.4. Разработка концепции решения проблемы конкурентоспособности кораблей и судов на мировом рынке.

2.5. Оценка структуры перспективной производственной программы

2.6. Разработка методики оценки эффективности проекта постройки судна на предконтрактной стадии.

Выводы.

Глава 3. Совершенствование конструкторско-технологической подготовки судостроительного производства на базе информационных компьютерных технологий

3.1. Ускорение и повышение качества технической подготовки производства.

3.2. Переход к подготовке производства с применением автоматизированных систем. Необходимость использования CAD/CAM систем на судостроительных предприятиях.

3.3. Адаптация модулей CAD/CAM систем ГУП «Адмиралтейские верфи», создание единой информационной базы.

3.4. Натурные испытания и оценка эффективности использования интеллектуальных систем на танкерах.

3.5. Объединение конструкторских и технологических служб на судостроительных предприятиях. Создание инженерных центров.

Выводы.

Глава 4. Борьба с повышенной вибрацией в обитаемых помещениях судов в процессе их постройки

4.1. Современное состояние проблемы вибрации.

4.2. Концепция борьбы с повышенной вибрацией в объемных помещениях судов в условиях современного судостроительного производства.

4.3. Методы расчетного прогнозирования параметров вибрации конструкций, применяемые в процессе постройки судов

4.4. Виртуальные частотные испытания.

4.5. Снижение уровней ходовой вибрации в обитаемых помещениях танкера пр.

4.6. Рекомендации по рациональному конструированию надстроек.

Выводы.

Глава 5. Выбор технологических параметров и разработка динамического расчета центровки ^ валопровода и крепления лопастей винтов, обеспечивающих вибрационно-акустические характеристики корпуса и надстроек судна

5.1. Центровка валопровода и учет вибрационных нагрузок.

5.2. Динамический расчет технологических параметров центровки валопроводов и вибрационных нагрузок на их подшипники.

5.3. Снижение вибрации на транспортных судах путем применения гребных винтов с подвижным креплением лопастей на ступице.

Выводы.

Глава 6. Повышение эффективности корпусного производства на основе совершенствования технологии судостроения

6.1. Современное понятие технологии судостроения и основные направления ее совершенствования.

6.2. Роль и значение корпусных видов производств в общем цикле постройки судов

6.3. Совершенствование метода разработки организационно-тенологических схем постройки судна на основе математического моделирования.

6.4. Исследование влияния применения крупногабаритных листов на сокращение продолжительности и трудоемкости корпусных работ.

6.5. Исследование проблемы повышения эффективности использования производственных площадей сборочно-сварочного цеха

6.6. Исследование путей сокращения пригоночных работ в корпусостроении.

6.7. Исследование и обоснование параметров воздушных испытаний корпусов судов на герметичность взамен гидравлических.

6.8. Совершенствование спуска судов с наклонных продольных стапелей

6.9. Повышение эффективности использования построечно-спусковых комплексов.

Выводы.

Глава 7. Совершенствование управления производством и подготовки кадров 4.1 с использованием компьютерных технологий

7.1. Совершенствование систем управления судостроительными предприятиями на основе новых информационных технологий

7.2. Анализ систем управления производством и выбор системы управления с использованием компьютерных технологий.

7.3. Совершенствование структуры судостроительных предприятий.

7.4. Совершенствование организации и структуры на ГУП «Адмиралтейские верфи»

7.5. Исследование и разработка вопросов сохранения коммерческой тайны.

7.6. Разработка и внедрение системы управления и подготовки кадров на базе информационных технологий

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование судостроительного производства и повышение его эффективности в новых экономических условиях»

Современное состояние отечественного судостроения вследствие как объективных, так и субъективных причин характеризуется резким уменьшением выпуска продукции. По данным академика В.М. Пашина [202], ежегодный объем российского морского транспортного судостроения в 1995-1997 годах составил примерно 70-80 тыс.т дедвейта, что соответствует около 0,2% от мирового судостроения. Это лучше, чем было в 1993 и 1994 годах, но далеко от того, что должно обеспечить существование отечественному судостроению.

В 1993 году принята программа возрождения торгового флота России (Постановление правительства № 966), основная цель которой была обеспечить экономическую и политическую независимость страны во внешней торговле к 2000 году. К сожалению, эта цель не была достигнута. Россия практически утрачивает значение морской державы - более 90% экспортно-импортных российских грузов перевозят иностранцы. У российских судовладельцев пока нет средств на строительство судов, и одним из важнейших, если не единственным, направлением является расширение экспорта судов. Однако выход на мировой рынок означает участие в жесточайшей конкурентной борьбе. Как известно, основными производителями новых судов являются Япония (до 40% от общего объема выпуска) и Южная Корея (до 35%), за которыми следуют судостроители Европы. Заметим, что зарубежные судовладельцы при заключении контрактов с судостроительными предприятиями в нашей стране занижают цену заказываемых судов на 15-20% от мировой цены [19] [26], объясняя это риском вложения средств в промышленность России. Кроме этого также оговаривается обязательность поставок зарубежными фирмами практически всего комплектующего оборудования, что составляет около 50% от стоимости судна. Даже отечественная компания «Лукойл» также потребовала поставок комплектующего оборудования от зарубежных фирм. Выход на мировой рынок выпукло высветил наши недостатки и те направления, которые могут обеспечить возрождение отечественного судостроения. Действующие в настоящее время в Санкт-Петербурге крупнейшие судостроительные предприятия России - ГУЛ «Адмиралтейские верфи», ОАО «Балтийский завод» и «Северная верфь» - отличает наличие открытых продольных наклонных стапелей, предназначенных, в основном, для постройки крупных и средних военных кораблей; отсутствие технологических потоков, соответствующих современным технологическим процессам постройки; недостаточная механизация технологических процессов, отсутствие современного технологического оборудования и оснастки и т.д. и т.п. Все это вызвало необходимость постановки вопроса о создании нового современного производства, соответствующего последним современным требованиям, не уступающего лучшим зарубежным образцам, которое бы позволяло создавать транспортные суда, конкурентоспособные на мировом рынке. Родилась идея, и были осуществлены первые проработки по созданию компакт-верфи в Санкт-Петербурге с годовой производительностью б транспортных судов общим водоизмещением 300000 т (танкеров или сухогрузов, контейнеровозов и т.п.). Создание такой компакт-верфи, на которой на закрытых построечных местах осуществлялась бы постройка судов с высокой технической готовностью (~ 90%), позволило бы прекратить производство на ОАО «Балтийский завод» и частично на ГУП «Адмиралтейские верфи», за исключением строительства подводюнктуры рынка является цена. Однако выход на мировой рынок транспортного флота помимо обязательного соотношения «цена - качество» тесно связан и с типом судов, предлагаемых к постройке, и с привходящими факторами, как-то: положение фирмы на мировом рынке, личными контактами между руководством предприятия и потенциальными заказчиками. Естественно,необходимо, чтобы тип судна, имеющий спрос на рынке, был достаточно близок заводу-строителю [27]; решение экономических проблем функционирования судостроительных предприятий. Основная цель конверсии заключалась в отказе от выпуска военной продукции, не находящей спроса в новых условиях, и выборе взамен ее такого ассортимента, который бы обеспечивал максимальную прибыль. Другие цели определялись социально-экономическими условиями функционирования предприятий и общей социально-экономической обстановкой: сохранением, по возможности, промышленно-производственного персонала, освоенных или близких к ним технологий, неустаревших производственных фондов; обеспечением стабильной эффективности производственной деятельности предприятия и необходимым военным потенциалом государства. Переход судостроительных предприятий на рыночную систему потребовал пересмотра некоторых принципиальных положений, ранее казавшихся незыблемыми. К ним относится маркетинговая политика и проблема стабильного обеспечения предприятий заказами, модернизация процесса разработки проектной и технологической документации, совершенствование организации управления производством, материальным обеспечением и сбытом путем компьютеризации этих процессов, подготовки соответствующих кадров и поддержания высокого уровня кадрового потенциала, расчетные оценки эффективности программы постройки; необходимость реформирования инфраструктуры, т.е. преобразование организации проектирования и постройки и изменение работы с информацией. Судостроение не только наукоемкое и высокотехнологичное, но и специфическое производство, отличающееся от машиностроения и имеющее свою информационную инфраструктуру. Одной из главных особенностей существующей практики является сложившийся стереотип рассматривать процесс создания судна как состоящий из двух независимых составляющих - проектирования и постройки. Существующая система разработки проектной документации ориентировалась на ЦКБ-проектанты, которые разрабатывали не только эскизные и технические проекты, но и всю рабочую, сдаточную и эксплуатационную документацию. Кроме того, они работали на несколько заводов. В процессе постройки вносилось большое количество изменений. Новые экономические условия позволяют решить эти проблемы, исходя из новых подходов, основа которых заключается в следующем: функции проектных предприятий (ЦКБ) и кон-структорско-технологических подразделений (технические службы) предприятий должны дифференцироваться. ЦКБ должны сосредоточиться на исследовательском проектировании с многовариантными проработками с особым вниманием к технико-экономическому анализу. Всю рабочую, сдаточную и отчетную документацию должны выполнять инженерные службы (центры) судостроительных предприятий. Разработку рабочей конструкторской документации следует выполнять одновременно с технологической, что позволит повысить технологичность конструкций, сократить сроки технической подготовки производства; повышение эксплутационных качеств и конкурентоспособности судов на основе новых конструкторско-технологических решений и систем искусственного интеллекта. Безаварийность эксплуатации судов является одним из главных показателей их качества. Среди основных причин аварий до 40% приходится на навигационные ошибки, совершающиеся вследствие переутомления экипажа, вызванного повышенным уровнем шума и вибрации, которые также отрицательно сказываются на надежности механизмов, систем и корпуса. Наибольший процент аварий приходится на танкеры малого водоизмещения. Снижение вибрации в обитаемых помещениях до требований санитарных норм является важной технической, социальной и экономической проблемой и необходимым условием их конкурентоспособности. Исключительно важное значение для повышения конкурентоспособности судов и их эксплуатационных качеств имеет использование систем искусственного интеллекта, дающих информацию о мореходности, непотопляемости и некоторых других эксплуатационных характеристиках судна в период рейса;

- повышение эффективности судокорпусного производства, которое составляет около 40% от общей трудоемкости постройки судов. Его характерными особенностями являются: высокая стоимость основных фондов; непосредственное влияние на все другие работы по постройке судна, так как для корпусников создание корпуса (отсеков и помещений) - это объект работы, а для всех остальных специальностей - место работы; большой объем трудоемких ручных работ, необходимость их механизации и автоматизации. Все это предопределяет необходимость перехода к индустриальным методам производства, способствующим решению главной задачи - обеспечению выполнения работ судокорпусных производств при единичной и мелкосерийной постройке методами массового производства. Первоочередными задачами здесь являются:

- в корпусообрабатывающем производстве - увеличение количества перерабатываемой стали с использованием программного компьютерного обеспечения автоматизированного расчета изготовления деталей и оснастки;

- в сборочно-сварочном производстве - совершенствование организации производства, и, в первую очередь, повышение эффективности использования производственных площадей и трудовых ресурсов;

- в корпусостроительном производстве - сокращение продолжительности стапельного периода и повышение эффективности использования построечных мест, сокращение объема гидравлических испытаний корпусов на непроницаемость и замена их на воздушные, совершенствование спуска судов с наклонных стапелей. Весьма важным для судокорпусного производства является повышение точности работ - это сложная научно-техническая проблема, включающая в себя комплекс различных проблем, к важнейшим из которых следует отнести определение взаимосвязанных требований к точности изготовления и установки корпусных конструкций с учетом технических возможностей и экономической целесообразности, а также повышение точности методов и средств измерения;

- совершенствование управления производством. Особенностью современного судостроительного производства является то, что дальнейший технический прогресс в этой отрасли возможен только при использовании методов, обеспечивающих высокую мобильность и гибкость производства [62], быструю его переналадку, а не коренную перестройку на выпуск новой продукции при минимальных затратах труда, средств, времени и материалов.

Исходя из изложенного, целью диссертации являются обоснование и разработка основных направлений совершенствования и повышения эффективности судостроительного производства в новых экономических условиях, обеспечивающих конкурентоспособность судов на мировом рынке.

Методической основой решения проблем в диссертации принят комплексно-системный подход, при котором объекты исследований рассматриваются как составные части научно-технического прогресса, связанные с особенностями судостроения, общим состоянием производительных сил, уровнем развития науки и техники. Указанные направления необходимо рассматривать как взаимосвязанные научно-технические, организационные и экономические в создании конкурентоспособных судов. При этом судно представляется как весьма сложная система, которая является объектом проектирования, производства и эксплуатации.

Все эти направления, обеспечивающие эффективную деятельность судостроительных предприятий в новых экономических условиях, были исследованы в ходе выполнения настоящей диссертационной работы. В итоге получены следующие научные результаты.

1. Составлен научно обоснованный прогноз развития мирового и отечественного судостроения на ближайший перспективный период, учитывающий состояние и развитие морских перевозок, структуру, возрастной состав транспортного флота и другие факторы. На основе этого прогноза определены типы, главные размерения и количество крупных и средних судов, строительство которых возможно и целесообразно на отечественных судостроительных заводах с учетом их современного состояния и перспектив развития. В качестве таких судов определены танкеры и суда для перевозки навалочных грузов.

2. В результате критического анализа особенностей централизованной системы планирования и изучения основ рыночной экономики разработана стратегия перехода судостроительных предприятий к хозяйственной деятельности в условиях рынка. Определены цели и задачи деятельности судостроительных предприятий в новых экономических условиях. При этом в качестве конечной цели принято получение прибыли. Обоснована все возрастающая роль менеджмента и маркетинга в достижении конечной цели и определена стратегия их поведения в современных условиях. Предложены критерии оценки структуры перспективной судостроительной программы предприятия в процессе ее формирования и разработана автоматизированная система оценки эффективности постройки судов на предконтрактной стадии.

3. Доказано, что радикальным путем совершенствования, повышения качества, сокращения продолжительности и стоимости технической (проектно-конструкторской и технологической) подготовки производства к постройке судов является переход к новым информационным технологиям и основанным на них интегрированным автоматизированным системам проектирования и технологической подготовки производства типа CAD/CAM. Выбору таких систем для конкретных условий применения должны предшествовать их тщательное всестороннее изучение и анализ с учетом типа создаваемых судов и кораблей, масштабов и состояния производства и ряд других факторов. Освоение систем типа CAD/CAM создает благоприятное усА' ловие для внесения коренных изменений в многолетнюю практику организации технической подготовки производства, а именно, передачу значительной части проектно-конструкторской подготовки, и в первую очередь рабочего проектирования, судостроительным предприятиям. В этом случае целесообразна реорганизация инженерных служб предприятия путем создания единого инженерного центра, осуществляющего конструкторскую и технологическую подготовку производства, оснащенного необходимыми программными и техническими средствами и укомплектованного квалифицированным персоналом.

4. Конкурентоспособность судов оценивается по ряду технических, эксплуатационных, экономических и других критериев. Среди них немаловажное значение имеет оценка уровня вибрации судов. Выполненный системный анализ имеющихся экспериментальных данных по вибрации танкеров позволил определить доминантные причины повышенной вибрации в их обитаемых помещениях и разработать единую концепцию и методологию решения проблемы борьбы с повышенной вибрацией судна в период его постройки и улучшения условий обитаемости в едином технологическом цикле. Разработан метод приближенного расчетного прогнозирования параметров собственных колебаний надстроек. Исследовано влияние общего изгиба ф' корпуса судна на вибрационные характеристики линии вала и пути их снижения технологическими мерами при формировании корпуса на построечном месте. Разработана концепция и методика частотных испытаний в процессе постройки судна, надстроек в целом, палуб надстроек, а также корпусов главных двигателей, предусматривающие их проведение в период постройки судна и позволяющие производить экспериментальное определение значения основных частот указанных конструкций и их отстройку от частот возмущающих усилий.

5. Определен перечень технологических параметров и разработана компьютерная система динамического расчета центровки судовых валопроводов и крепления лопастей гребных винтов, обеспечивающих требования по вибрационно-акустическим характеристикам надстроек.

6. Показана значительная роль судокорпусных видов производств в общем цикле постройки судна и в формировании таких важных в современных условиях технико-экономических показателей, как трудоемкость и продолжительность постройки. С учетом результатов выполненных ранее научных исследований и опытно-конструкторских разработок по важнейшим направлениям развития технологии судостроения определена область настоя

4, щих исследований по дальнейшему повышению технического уровня рассматриваемых видов производств и улучшению указанных выше технико-экономических показателей.

В результате выполненных исследований: • доказано, что разработка организационно-технологической схемы постройки судна, являющейся важнейшим разделом проектной технологии, должна основываться на математическом моделировании ее возможных вариантов и выборе наиболее рационального из них на основе принятых критериев. Разработана методика такого моделирования, а также необходимое программное и информационное обеспечение;

• подтверждены технико-экономическая возможность и целесообразность применения крупногабаритных листов в составе корпуса судна, в том числе в целях сокращения трудоемкости и продолжительности постройки судов;

• предложен интенсивный путь развития сборочно-сварочного производства для обеспечения изготовления корпусных конструкций в требуемые сроки и требуемой номенклатуре, предполагающий повышение интенсивности использования существующих мощностей. Разработана методика компьютерного расчета использования производственных площадей и трудовых ресурсов для обеспечения изготовления корпусных конструкций по заданной программе;

• подтверждено, что научной основой определения требования к точности изготовления и установки корпусных конструкций является размерно-технологический анализ точности формирования корпуса судна на построечном месте, позволяющий расчетным путем определить требования к точности изготовления и установке корпусных конструкций. При наличии математической модели корпуса судна, сгенерированной в системах типа CAD/CAM, методика такого анализа должна основываться на математическом моделировании точности формирования корпуса судна и применении компьютеров для расчета размерных цепей по корпусу судна;

• предложено применение оптико-электронных измерительных приборов в целях повышения точности измерений, оказывающей непосредственное влияние на точность изготовления и установки корпусных конструкций. Важным преимуществом таких приборов, кроме повышения точности измерений, является возможность создания на их основе автоматизированной измерительной системы для судового корпусостроения. Разработаны концепция такой системы и опытный макет;

• обоснована актуальность применения воздушных испытаний корпусов судов (особенно танкеров) на непроницаемость вместо гидравлических. Научно подтверждены эффективность воздушных испытаний при обнаружении возможных неплотностей и надежность расчетной методики назначения параметров испытаний, гарантирующих непроницаемость испытываемых конструкций;

• предложены пути повышения эффективности использования существующих продольных наклонных стапелей и совершенствования спуска судов на воду. Установлены основополагающие зависимости и разработаны расчетные методики проектирования процессов при-спуска частей корпуса при островном способе его формирования, подъема судна на свободную часть стапеля с целью ремонта и спуска судов для наиболее вероятных неординарных случаев.

Разработаны научно обоснованная система управления производством крупного судостроительного предприятия с использованием компьютерных технологий и соответствующее программное информационное обеспечение. Доказана необходимость и показаны конкретные пути реструктурирования производственных служб и цехов предприятия в современных условиях, разработана система управления и подготовки кадров на базе информационных компьютерных технологий. Предложена концепция создания учебных центров предприятия и созданы автоматизированные обучающие системы.

Все вышеизложенные научные положения прошли апробацию и большинство из них получило практическую реализацию на предприятиях отрасли. Наиболее полно это сделано на ГУЛ «Адмиралтейские верфи».

1. В основу составления перспективной программы строительства транспортных судов положен прогноз развития судостроения на ближайшие годы. В качестве перспективного судна принят танкер.

2. Разработана и активно осуществляется стратегия перехода предприятия к хозяйственной деятельности в новых экономических условиях. Усилена роль менеджмента и маркетинга. Созданы маркетинговые структуры, разработаны положения о дилерской и дистрибьютерской работе. Внедрены расчетные методы оценки эффективности программы постройки, финансирования, назначения величины аванса, предоплаты, кредита и инвестирования. Все это позволило решить проблему устойчивого обеспечения предприятия заказами и стабилизации его финансово-хозяйственной деятельности.

3. Внесены кардинальные изменения в методы и организацию выполнения технической подготовки производства на базе новых информационных технологий. В основу такой подготовки легла интегрированная автоматизированная система «TRIBON» (Швеция), получившая наибольшее распространение в мировом судостроении и способствовавшая переносу на предприятия значительной части проектно-конструкторских работ. В настоящее время рабочее проектирование осуществляется силами Инженерного центра, созданного в результате реорганизации инженерных служб предприятия. Инженерный центр оснащен современными программными и техническими средствами.

4. Решена актуальная для судостроения проблема повышения конкурентоспособности танкеров отечественной постройки на мировом рынке путем существенного улучшения вибрационных характеристик условий обитаемости. Внедрена концепция непрерывного технологического цикла противовибрационных мероприятий в процессе постройки танкеров, благодаря чему все строящиеся на предприятии танкеры стали удовлетворять требованиям ISO. Это позволило: исключить резонансные колебания надстроек и корпуса главного двигателя на базе частотных испытаний с последующей их отстройкой от частот возмущающих усилий, а также снизить уровень возмущающих усилий, индуцируемых системой вал-винт, с помощью специально разработанной и внедренной технологии сборки и сварки кормовой части судна.

5. Определены основные направления повышения эффективности судокорпусного производства, оказывающего существенное влияние на такие важные технико-экономические показатели постройки судов, как трудоемкость и продолжительность. Внедрены математические методы моделирования организационно-технологической схемы постройки судов, освоен островной способ формирования танкера с приспус-ком кормовой оконечности, позволяющий интенсивно использовать стапели, ведутся подготовительные работы по применению крупногабаритных листов в составе корпуса судна, внедрена методика компьютерного расчета использования производственных площадей и трудовых ресурсов сборочно-сварочного производства, что способствует его интенсификации, сокращен объем пригоночных работ в результате повышения точности изготовления и установки деталей и секций корпуса судна, расширена область применения воздушных испытаний на непроницаемость корпусных конструкций танкера взамен гидравлических; решены конкретные вопросы совершенствования конструкций спускового устройства, обеспечения неординарных спусков судов с наклонных продольных стапелей и подъема на них судов для ремонта.

6. Внедряется автоматизированная система управления предприятием на основе новых информационных технологий, осуществлена реструктуризация цехов и служб, внедрена автоматизированная система управления и подготовки кадров, создан учебный центр предприятия.

Внедрение результатов работ по диссертации обеспечило устойчивую работу предприятия в сложных современных условиях и создало необходимые предпосылки для развития этой деятельности в будущем.

Заключение диссертации по теме «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства», Александров, Владимир Леонидович

Заключение

Создание и практическое использование ИС в области судостроения и морской техники во многом связаны с общими проблемами интеллектуальных технологий, среди которых можно отметить:

• представление и приобретение : данных и знаний (создание средств моделирования, достаточно точно отражающих способы,-используемые человеком при работе с объектами окружающего мира);

• человеко-компьютерное взаимодействие (недостаточно гибкая структура диалога и механизма объяснения полученных результатов);

• возможности решающих средств (трудности • ведения качественных и динамических рассуждений, недостаточная точность результатов при работе с неполными данными);

• эксплуатационные возможности (переход к открытым легко расширяющимся системам; совершенствование систем обучения; возрастание важности использования средств, охватывающих формальные теории сходства структурированных объектов и модели рассуждений, средств поддержки динамических и причинных рассуждений, а также соединения качественных и количественных рассуждений и возможностей комплексирования ИС с другими программными средствами).

Наряду с отмеченными следует выделить проблемы, выдвигаемые пользователями ИС. К ним относятся затраты, на разработку, недостатки в надежности, ограниченные возможности поддержки и развития ИС, трудности формализации знаний.

ИС должны помогать эксперту, а не заменять его. В связи с неизбежностью ошибок при решении неформализованных задач целесообразно выбирать приложения, не связанные с использованием ИС в автоматическом режиме, т.е. не включать их в контур управления.

В нашем перегруженном информационными потоками мире вполне понятна потребность пользователя как можно быстрее вынести категорические заключения о предлагаемой ему информации и средствах ее использования. Поэтому прагматический эффект заблуждений, основанных на ошибочном первом впечатлении, все острее сказывается на судьбах весьма перспективных проектов.

Трудности внедрения ИС во многом обусловлены рядом психологических факторов, к числу которых можно отнести ставший уже пресловутым психологический барьер перед компьютером " - - .

Обеспечение мореходности является одной из сложных и актуальных проблем динамики корабля на волнении. Сильная качка и инерционные'перегрузки ухудшают работу приборов и оборудования, делают невыносимыми условия жизни экипажа и пассажиров. Возникновение опасных ситуаций в штормовых условиях и при тяжелом обледенении нередко является причиной опрокидывания судов. Катастрофы немецких грузовых судов «Памир» и'«Ирэн Олдендроф», российского траулера «Бокситогорск», английских траулеров «Брю Круайдер», «Бостон Пайэнир», норвежского научно-исследовательского судна «Хелланд-Хансен» и, особенно, парома «Эстония» свидетельствует о просчетах при проектировании и эксплуатации судов, о недостатках национальных и международных норм остойчивостию Предлагаемая система представляет судоводителю уникальные данные, не доступные из судовой технической документации. Эти данные позволяют правильно управлять судном в сложной гидрометеорологической обстановке и принимать обоснованные решения по сохранению мореходных качеств, а также снизить расход топлива в штормовых условиях, что определяет эффективность системы.

Обеспечение непотопляемости связано с решением сложной и актуальной проблемы динамики судна с затопленными отсеками. Отсутствие надежных данных о характере затопления, посадки и остойчивости не дает возможности судоводителю принимать обоснованные решения в борьбе за живучесть судна. Гибель пассажирских судов «Титаник»; «Андреа Дориа», линкора «Новороссийск» и подводной лодки «Комсомолец» - тяжелые трагедии, унесшие тысячи человеческих жизней. Предлагаемая система дает возможность судоводителю осуществлять непрерывный контроль и прогноз развития ситуации, проводить мероприятия по спрямлению судна и восстановлению остойчивости. Эти преимущества определяют положительный эффект от использования системы.

Система разрабатывалась применительно к танкерам пр. 1596, серийно строящихся на ГП «Адмиралтейские верфи», однако они достаточно просто могут быть адаптированы к судам других типов и назначений.

Натурные испытания систем на борту танкера «Саре ВепаЪ> и их демонстрация на международной выставке-ярмарке в г. Ганновере (Германия) 6 апреля 1997 г. показали высокий уровень их разработок и значительный интерес к. системам со стороны потенциальных заказчиков судов. ' "•. ухверЖдаю ТчшЬй руководитель проблемы к. т. н., доцент В. Л. Александров

Программа натурных испытаний интеллектуальной системы анализа и прогноза мореходных качеств танкера дедвейтом 28 400 т. Танкер "Саре ВепаГ, Финский залив, 28.05-2.06.1998 г.

28.05.1998 Размещение испытательной группы. Инсталляция ИС.

Тарировка измерительной системы.

29.05.1998 Адаптация ИС к особенностям судна.

Тестирование базы знаний по модельным сценариям.

30.05.1998 Запись реализаций крена-дифферента.

Тестирование базы знаний по реальным сценариям.

Обучение ИС,

31.05.1998 Инсталляция ИС находовом мостике.

Режим функционирования ИС в реальных условиях эксплуатации.

1.06.1998 Режим функционирования ИС в реальных условиях эксплуатации.

Демонстрация комплекса ИС мониторинга безопасности мореплавания.

2.06.1998 Запись реализаций крена-дифферента.

Подготовка отчетной документации.

Демонтаж системы

Руководитель испытательной группы С.н.с., к.ф-м.н.,

А.В. Бухановский

Анализ результатов испытаний ИС «Мореходность»

1. Датчика крена и дифферента показали достаточную помехозащищенность, устойчивость к вибрациям, высокую чувствительность и точность измерений, приемлемую для используемых алгоритмов анализа информации. Однако для повышения достоверности измерений малых углов крена-дафференга необходимо увеличение периода собственных колебаний до 1-1.5 с.

2. Плата АЦП удовлетворяет требованиям, предъявляемым ИС. Однако имеющаяся программа-драйвер АЦП не позволяет организовать опрос платы по встроенному таймеру, функционирует только в реальном режиме ЦП и не обеспечивает доступ к датчику из многозадачной среды. Рекомендуется создание усовершенствованного драйвера.

3. Поскольку датчик обеспечивает линейную зависимость между входом и выходом на широком диапазоне углов, рекомендуется центровку производить программным способом.

Соответствующий алгоритм включен в состав ИС, >

4. ИС неудовлетворительно функционирует при малых углах бортовых колебаний. Не введено правило отслеживания колебаний, вызванных перетеканием воды в танках при балластировке. Требуется модернизация базы знаний.

5. Гидродинамическая модель определения характеристик ветрового волнения по параметрам бортовой качки судна (модель ОСТ) функционирует неудовлетворительно на волнении, близком к попутному или встречному. Необходимо модернизировать алгоритм расчета применительно к трехмерному волнению и проверить алгоритм многомерной интерполяции на наличие ошибок в коде программы.

6. Не предусмотрен достаточно простой критерий проверки адекватности гидродинамической модели идентификации волнения.

7. Превентивный прогноз волнения по скорости ветра не является достаточно убедительным, поскольку современные навигационные средства позволяют осуществлять более точные прогнозы с помощью синоптических карт и спутниковых данных.

8. База данных оказалась слабо развитой для обеспечения наиболее интересующих Заказчика случаев - перехода танкера при максимальной загрузке легким грузом при стесненных балластных операциях.

Общий анализ результатов испытаний ИС позволил сделать предположение, что наиболее прогрессивным путем развития данного направление будет создание интегрированных систем помощи судоводителю, включающих модули навигации, обеспечения грузовых операций и систему мониторинга безопасности мореплавания. При этом следует обеспечить автоматизированный ввод информации со всех судовых датчиков (скорость и направление ветра, скорость и курс судна, угол перекладки руля, датчики пожарной сигнализации и т.д.)

Исполнители испытаний: 2.06.98 г.

ДА.Васюйин А.В.Бухановский