Совершенствование технологических процессов монтажа систем электротехнического оборудования летательных аппаратов в мелкосерийном производстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.02, кандидат технических наук Коптев, Андрей Анатольевич

• Коптев, Андрей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коптев, Андрей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПУТИ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА

ЭЛЕКТРОТЕХИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

1.1. Специфика производства бортового электротехнического оборудования предприятий авиационных и ракетно-космических комплексов и пути его развития.

1.2. Состояние теории организации производственных систем.

1.3. Анализ состояния существующих систем автоматизации производства ЭТО ЛА.

1.4. Цель и задачи диссертационной работы.

1.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОСБОРОК КАК ОБЪЕКТА МОНТАЖА.

2.1. Математическая модель представления монтажного пространства электросборки.

2.2. Формализация структуры соединений в электросборках электротехнического оборудования летательных аппаратов.

2.3. Разработка модели преобразования монтажного пространства электросборки.

2.4. Формальные основы реализации соединений электросборки.

2.5; Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА И АНАЛИЗА

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА МОНТАЖА ЭЛЕКТРОСБОРОК.

3.1. Алгебраическое представление объектов электротехнического оборудования ЭТО JIA.

3.2. Задачи разбиения объектов ЭТО JIA на блоки.

3.3. Задача разбиения объекта электротехнического оборудования на функциональные модули.

3.4. Задача построения теоретического плаза электрожгута проводников объектов электротехнического оборудования.

ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНИКО

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ МОНТАЖА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

4.1 Комплексные проблемы организации электротехнического производства авиационных предприятий и методология системного анализа.

4.2. Гибкая автоматизированная система изготовления ЭТО ЛА.

4.3. Системы автоматизации производства электротехнического оборудования летательных аппаратов.

4.3.1. Подсистема информации гибкой технологической системы производства ЭТО ЛА.

4.3.2. Подсистема моделирования объектов ЭТО ЛА.

4.3.3. Подсистема проектирования технологических процессов монтажа.

Результаты и выводы по работе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологических процессов монтажа систем электротехнического оборудования летательных аппаратов в мелкосерийном производстве»

Жёсткая конкуренция на рынке авиационной и ракетно-космической техники требует создания новых, а также совершенствования ранее разработанных и используемых в производстве технологических операций, процессов (ТО, ТП) и организации структур производства (ОСП) их реализации, которые должны обеспечивать: получение изделий, качество которых превосходит лучшие мировые стандарты или соответствует им; экологическую чистоту и безопасность производства; интенсификацию производства, высокий и устойчивый уровень годных изделий; возможность эффективной реализации ТО, ТП на программно-управляемом оборудовании; резкое снижение ресурсоёмкости производства, удельных совокупных затрат (живого труда, материалов, энергии, основных фондов капиталовложений) при изготовлении различных изделий.

Анализ перечисленных выше требований показывает, что последние могут быть удовлетворены лишь в том случае, если задачи проектирования ТП и организации их реализации будут изначально ставиться и решаться как задачи многокритериальной оптимизации, как задачи формирования наиболее предпочтительных (компромиссных) проектных решений. Современный аппарат решения задач многокритериальной оптимизации позволяет получать эффективные проектные решения при наличии логико-математических моделей объектов проектирования, которые отвечают требованиям адекватности в отношении полноты, точности и достоверности. Принципы, подходы, методы и средства построения знаковых моделей объектов производства, обеспечивающих указанный набор требований, существенно различны не только для сборочных и монтажных ТП, но и для монтажных операций различных классов.

Проектирование монтажных ТП и ОСП их реализации производится с использованием как теоретических, так и эмпирических представлений о них. Даже в тех случаях, когда идея построения операций порождается теоретической моделью (законами схемотехники и электротехники и т.п.), техническая форма или способ реализации процесса, выбранного в качестве принципа действия реального ТП, определяется, развивается, уточняется при обязательном и во многих случаях достаточно широком использовании натурных экспериментальных исследований.

В решение вопросов проектирования высокоэффективных сборочно-монтажных ТП и их реализации внесли значительный вклад следующие ученые: A.JI. Абибов, Н.М.Бирюков, В.В.Бойцов, В.П.Григорьев, И.А.Зернов, В.Н.Крысин, П.Ф.Чубарев, А.Н.Ярковец, В.А. Барвинок. Однако задачи технологии производства электротехнического оборудования летательных аппаратов (ЭТО JIA), моделирования и оптимизации организационных структур и производственных процессов до настоящего времени не нашли должного рассмотрения. Лишь в работе А.Н.Коптева, А.А. Миненкова, Б.Н.Марьина, Ю.Л. Иванова были сформулированы теоретические основы технологии производства ЭТО ЛА, математического моделирования процессов монтажа.

Однако сложность ТП монтажа, подлежащих проектированию и использованию в машиностроении, непрерывно возрастает. В связи с вышеизложенным тема диссертационной работы, посвященной организации этих процессов, разработке методов анализа объектов этого производства, синтезу ТП монтажа и ОСП их реализации, является актуальной.

Цель диссертации заключается в разработке системотехнических принципов организации ТП монтажа ЭТО ЛА для исследования на практике наиболее эффективных и экономических технологических процессов, требующих наименьших затрат времени, материальных ресурсов, высококвалифицированных исполнителей.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

- анализа (с позиций системных категорий) состояния научных и технических проблем электротехнического производства предприятий авиа-и ракетостроения с учётом специфики его мелкосерийности;

- разработки метода проблемно-ориентированного представления электросборок для их структурного анализа и проектирования ТП монтажа;

- синтеза и анализа конструкторско-технологических решений для организации мелкосерийного производства элекгросборок;

- оценки кривой стоимости проекта ТП монтажа электросборок ЭТО JIA;

- разработки методов обеспечения технико-экономической эффективности технологических процессов монтажа.

Объектом исследования являются системотехнические принципы проектирования и организации технологических процессов монтажа электротехнического оборудования в мелкосерийном производстве.

Предметом исследования являются методы, модели и алгоритмы конструк-торско-технологического анализа и синтеза технологических процессов монтажа электросборок и их организации при мелкосерийном производстве электротехнического оборудования JIA.

Методы исследования связаны с применением методов комбинаторной топологии, теории графов, тензорного анализа экономико-математического моделирования, оптимизации и принятия решений.

Научная новизна в диссертационной работе заключается в:

- решении задач системного подхода к монтажу электротехнического оборудования летательных аппаратов (ЭТО JIA) на предприятиях авиастроения на основе формального представления монтажного пространства;

- разработке методов представления объектов производства ЭТО JIA, технологических операций, процессов и, как следствие, структуры электросборки;

- разработке метода определения кривой стоимости реализации проекта ТП монтажа;

- разработке методов обеспечения технико-экономической эффективности сборочно-монтажных работ.

Практическая значимость диссертации состоит в том, что применение разработанных автором методов конструкторско-технологического анализа объектов производства, синтеза ТП монтажа и критериев оценки предложенных решений позволило учесть особенности организации ТП монтажа в мелкосерийном производстве, в частности, электротехнического оборудования самолетов типов стве, в частности, электротехнического оборудования самолетов типов Ан-140, Ту-204 СМ, Ил-476.

Предложенные методы имеют особую актуальность для создания производства новых типов самолетов Ту-204 СМ, Ил-476.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе результаты были использованы при разработке и реализации проектов технологических процессов монтажа в ОАО «АВИАКОР - авиационный завод» (г. Самара) и переданы для организации производства самолета Ту-204 СМ (г. Ульяновск), а также в Национальный институт авиационных технологий (НИАТ) (г Москва) — для создания руководящих технических материалов по монтажу бортовых распределительных устройств в отрасли.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции по актуальным проблемам проектирования, производства и эксплуатации изделий машиностроения (г. Самара, 2001), XIII Всероссийском семинаре по управлению движением и навигации летательных аппаратов (Секция производства и эксплуатации летательных аппаратов) (г. Самара, 2008), VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы развития предприятий: теория и практика»» (г. Самара, 2009), V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экономики современных промышленных комплексов» (г. Самара, 2009).

Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано 3 статьи в периодических научных и научно-технических изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 14 работ, опубликовано в сборниках материалов Международных и Всероссийских конференций.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 157 страниц текста, список литературы включает 101 наименование.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коптев, Андрей Анатольевич, 2010 год

1. Абрамова Н.Т. Понятие уровень организации. - Кн. Развитие концепции структурных уровней в биологии. - М.: Наука, 1972.

2. Барвинок АВ., Коптев АН, Коротаев Г.И. Исследование динамики проектно-производсгвенных процессов //Проблемы машиностроения и автоматизации. №1,2002-С. 18-23.

3. Барвинок АВ., Коптев АН, Корошев Г.И. Методология тензорного представления в теории организационных систем //Проблемы машиностроения и автоматизации. №4,2002. - С.23-25.

4. Барвинок АВ., Кошев АН, Коптев В А, Корстнев Г.И., Тихонов АЛ Метод динамических аналогий для идентификации сложных промышленных комплексов //Проблемы машиностроения и автоматизации. №3,20003. - С. 42-47.

5. Барвинок В.А, Коптев АН, Коптев ВА, Савотченко ВВ. Моделирование операционной последовательности сборки, монтажа сложных объектов. Межд. журн. «Проблемы машиностроения и автоматизации», № 1. -М., 2000. С. 57-64.

6. Богданов АА Всеобщая организационная наука (тектология), tJ, М, 1925; т2. Берлин, 1929.

7. Брапухин АГ., ИС. Шевчук, Коротнев ГЛ, Братухин ВА Создание высокоэффективной авиационной техники на принципах CALS на всех этапах ее жизненного цикла // Полет. №8,2001.—С. 10-15.

8. Бурков В.Н. Основы математической теории активных систем.—М.: Наука, 1977255 с.

9. Бурков ВН. Большие системы: моделирование организационных механизмов. -М: Наука, 1989.- 246 с.

10. Бурков В.Н, Горщдзе ИИ, Новиков ДА, Юсупов Б.С. Модели и механизмы распределения затрат и доходов в рыночной экономике. М: ИЛУ РАН, 1997. 57 с.

11. Бурков В.Н, Данев Б., Еналеев А.К. и др. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М: Наука, 1989. -245 с.

12. Бурков ВН., Заложнев АЮ., Новиков ДА. Теория графов в управлении организационными системами. М: Синтег, 2001. -124с.

13. Бурков BJHL, Ириков ВА Модели и методы управления организационными системами. М: Наука, 1994. 270 с.

14. Бурков ВН. Коцдратьев ВВ. Механизмы функционирования организационных систем.-М: Наука, 1981 -384 с.

15. Бурков ВН, Новиков ДА Как управлять проектами. М: Синтег, 1997.-188с.

16. Бурков ВН., Новиков ДА. Теория активных систем: состояние и перспективы. М: СИНТЕГ, 1999.-128 с.

17. Гвишиани ДМ. Организация и управление. -М., 1970.

18. Губко МБ. Управление организационными системами с коалиционным взаимодействием участников. М: ИЛУ РАН, 2003. -140с.

19. Губко МБ., Новиков ДА Теория игр в управлении организационными системами. М: Синтег, 2002. -139 с.

20. Клейнер ГБ. Производственные функции: теория, методы, применение. М: Финансы и статистика, 1986. -238 с.

21. Кошев В А, Савотченко ВВ. Моделирование операционной последовательности преобразования объектов сборки и монтажа. Сб. науч. тр . Актуальные проблемы производства. Самара: ИГО СГАУ, 1996. - С.67-83.

22. Коптев АЛ, Коптев В А, Тихонов АЛ Математическое моделирование ситуаций в событийном представлении объектов моделирования. Сб. науч. тр. междунар. конф. «Современные сложные системы управления». ИПУ РАК—Воронеж, 2003. С.344-347.

23. Коптев АН, Коптев ВА Универсальная система контроля состояния токораспределительных сетей. Тез. докл. Вторая междунар. конф. по проблемам управления.-М: Р1ПУ РАН, 2003.-С.116-117.

24. Коптев АЛ Формальные методы анализа признаков диагностических показателей Гекст./Коптев АЛ, Пашутко АО.,Тихонов АЛ„ Харитонов А.ВУ/ Изветия Самарского научного центраРос. акад. наук, №5 (13)-2008. -С.92-97.5

25. Коптев АЛ Оценка и выбор организационной структуры производства электротехнического оборудования летательных аппаратов Гекст./Коптев АЛ, Харитонов А.ВУ/Извеггия Самарского научного центраРос. акад. наук, №5 (13)-2008. -С.98-100.

26. Кошев АЛ Теоретические основы моделирования производственных систем Текст./ Коптев АЛ., Харитонов АВУ/ Известия Самарского научного центра Рос. акад. наук, №5 (13)—2008.—С .101—105.

27. Коптев АЛ Моделирование операционной последовательности преобразования объектов сборки и монтажа Текст./ Коптев АЛ, Харитонов АВУ/ Сб. научн.трудов Актуальные проблемы производства. Самара: ИПО СГАУ, 2001.—С.67-83.

28. Коптев АЛ Анализ диагностических показателей при техническом обслуживании и ремонте летательных аппаратов Текст./ Коптев АЛ, Харитонов AJB. // Сб. научн. трудов «Неразрушающие методы контроля». Самара: ИПО СГАУ. 2005. -С. 15-25.

29. Коптев АЛ Модель производственной системы электротехнического оборудования летательных аппаратов Текст./ Коптев АЛ Харитонов АВУ/Сб. научн.трудов Международного симпозиума «Надежность и качество», I том. Пенза: ИПО111 У. 2008.-С.449-450.

30. Кошев А.Н., Кошев В А, Корошев ГЖ, Кирилин АЛ Формальные методы описания производства изделий машиностроения //Проблемы машиностроения и автоматизации. №2,2003.-С. 76-83.

31. Коптев АА Производственные и технологические аспекты повышения надежности пневматических позиционных приводов Текст./Тлустенко С.Ф., Коптев АА, Барвинок В А // Вестник СамГУПС.- №5(17). 2009. - С. 117-122.

32. Коптев АА Моделирование процессов управления в основных производственных структурах авиастроения Текст./ Коптев А.А., Тлустенко С.Ф. // Вестник Самарского государственного экономического университета (раздел «Машиностроение»). -№5(55). -2009.-С 58-61.

33. Коптев АА Оптимизация производственных потоков в машиностроительного предприятия Текст./ Кошев АА, Тлустенко С.Ф Л Вестник Самарского государственного экономического университета (раздел «Машиностроение»). №8(58). - 2009. - С. 43^15.

34. Коптев АА Техническое обслуживание оборудования на предприятиях с гибкой структурой производства Текст./ АА Кошев //Сборник статей семинара по неразрушающим методам контроля. -Вып. 2. -Самара: СГАУ,2007. С. 82-85.

35. Кошев АА Выбор критериев оптимальности производственных систем Текст./ Тлусгенко С.Ф., Кошев АА// Материалы Всероссийской научно-технической конференции Нижний Новгород, 2009. - С. 99-104.

36. Монтаж жгутов из проводов БПДО, БИФ, БФС, БСА на изделия // FIM 1.4.125084 Текст./ Коптев АА, Миненков АА, Коптев АНи др. М.: НИАТ, 1987.-5,65 пл.

37. Изготовление пультов, шщков, коробок и приборных досок// РТМ 1.4.1775-87 Текст./ Коптев АА, Миненков АА, Кошев АН.и др.-М: НИАТ, 1988. -9,75 пл.

38. Корогнев ГЛ Идентификация сложных промышленных комплексов производства летательных аппаратов // Полет. №6,2003. - С. 45-50.

39. Корогнев ГЛ О концептуальных подходах к проблеме реструктуризации деятельности крупных промышленных предприятий // Авиакосмическая техника и технология. №1,2001. - С. 38-44.

40. Корогнев Г.И. Проблемы совершенствования методов представления организационных структур производства сложных изделий //Тезисы докладов Второй международной конференции по проблемам управления в 2-х т. Москва, 2003. - т.2, С.75.

41. Коротнев ПИ. Реструктуризация самолетостроительного производства в рыночных условиях : Автореферат диссертации кандидата технических наук Самара , 2000.-21с.

42. Коротнев Г.И. Теоретические основы представления структур и функционирования авиационных комплексов. -М: Новые технологии, 2002. -323с.

43. Коротнев ГЛ Топологические и тензорные методы представления производства летательных аппаратов //Полет. №4,2003. - С.30-36.

44. Коротнев Г.И Формальные методы моделирования организационной структуры предприятий авиастроения// Аэрокосмическая техника и технология. №3,2003.

45. Коротнев ГЛ Функционально-структурные принципы организации самолетостроительного комплекса для создания конкурентоспособной продукции. // Авиационная промышленность. №4,2000. - С. 3-8.

46. Коротнев Г.И, Барвинок А.В., Богатырев ДВ. Принципы структурно-алгоритмического моделирования человеко-наполненных организационных систем // Проблемы машиностроения и автоматизации. №2,2000. - С. 24-28.

47. Коротнев Г.И. Формальные методы моделирования организационной структуры предприятий авиастроения // Аэрокосмическая техника и технология. №3,2003. - С.

48. Коротнев Г.И. Функционально-сгругаурные принципы организации самолетостроительного комплекса для создания конкурентоспособной продукции. // Авиационная промышленность. №4,2000. - С. 3-8.

49. Коротнев Г.И., Махитько ВН Структурный механизм адаптации системы управления производством // Экономические науки: ученые записки. / Ульяновск гос. университет.- 1998.-вып2(3),42-С.64-71.

50. Коротнев ГЛ., Рыбаков М.И. Внедрение CALS-технологий на авиационном серийном предприятии // Авиационная промышленность. №4,2000. - С. 56-64.

51. Кристофидис Н Теория графов. Алгоритмический подход. М: Мир, 1978. -С.423.

52. Крон Г. Тензорный анализ систем. / Пер. с англ. Под редакцией ЛТ. Кузина, Ш1 Кузнецова. -М: Сов. Радио, 1978. -720 с.

53. Манцев ВН. Состояние и ближайшие перспективы развития заготовительных технологий для авиакосмической техники // Авиакосмическая техника и технология. №3, 2001.- С. 18-25.

54. Мацуо Комацу Многообразование геометрии. М: Знание, 1981. -205 с.

55. Месарович М Основания общей теории систем. Кн. Общая теория систем. - М,1966

56. Месарович М Общая теория систем и ее математическое основание. Кн. Исследования по общей теории систем.-М, 1969.

57. Монтаж, контроль и испытания электротехнического оборудования ЛА. -Монография. / Коптев АН, Миненков АА, Марьин Б.И, Иванов ЮЛ М: Машиностроения, 1998.-296 с.

58. Мэзон С, Циммерман Г. Электрические цепи, сигналы и системы. -М: Изд-во ИД 1963.-С.619.

59. Новиков ДА Механизмы стимулирования в моделях активных систем с нечеткой неопределенностью. М: ИЛУ РАН, 1997.-101 с.

60. Новиков ДА Обобщенные решения задач стимулирования в активных системах. М.: ИЛУ РАН, 1998.-68 с.

61. Новиков ДА, Петраков СН. Курс теории активных систем. М.: Синтег, 1999. 108с.

62. Новиков ДА, Смирнов ИМ, Шохина ТЕ. Механизмы управления динамическими активными системами. М: ИЛУ РАН, 2002. -124 с.

63. Новиков ДА, Цветков АВ. Механизмы стимулирования в многоэлементных организационных системах. М: Апостроф, 2000.-184 с.

64. Новиков ДА., Цветков АБ. Механизмы функционирования организационных систем с распределенным контролем. М: ИЛУ РАД 2001.-118 с.

65. Новиков ДА., Чхартишвили А.Г. Активный прогноз. М: ИЛУ РАН, 2002.-101 с.

66. Новиков ДА, Чхартишвили АГ. Рефлексивные игры. М: Синтег, 2003.-150 с.

67. Норт Д Институты, институциональные изменения и функционирование экономики. М: «Начала», 1997.

68. Объединенная Европа рвется в лидеры // Авиатранспортное обозрение. №32, 2001.-с. 32

69. Орловский СА Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. -М: Наука, 1981 г. -206 с.

70. Петраков С.Н. Механизмы планирования в активных системах: неманипулируемосгь и множества диктаторства. М: ИПУ РАД 2001.-135 с.

71. Петров А.Е. Тензорная методология в теории систем. ML: Радио и связь, 1985. -151с.

72. Понтрягин JLC. Основы комбинаторной топологии. М: Наука, 1976.-155 с.

73. Проектирование гражданских самолетов: теории и методы. / Катырев ИЛ, НеймаркМС. идо. Подред. Новожилова ГБ. М: Машиностроение, 1991. -672 с.

74. Сегров МП Общие принципы организации систем и их методологическое значение.-Я, 1971.

75. Современные технологии авиастроения / Коллектив авторов. Под ред. А.Г. Братухина, Ю.П. Иванова.-М: Машиностроение, 1999. - 832 с.

76. Технологические основы обеспечения качества машин / Колесников КС., Баландин Г.Ф., Дальский AM и др. Под общей ред. Колесникова КС. М.: Машиностроение, 1990.-254 с.

77. Трахтенгерц ЭА Анализ возможностей и методов построения компьютерных систем поддержки принятия управленческих решений // Вторая международная конференция по проблемам управления (17-19 июня 2003 года). /Пленарные доклады.—М., -2003.- С. 80-115.

78. Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база на 2002 -2006 годы»/Постановление Правительства РФ от 8 ноября 2001 г. № 779.

79. Федеральная целевая программа «Электронная Россия (2002 2010 годы)»/ Постановление Правительства РФ от 28. января 2002 г. № 65.

80. Фоменко AT. Наглядная геометрия и топология. Математические образы в реальном мире. -М.: Изд-во Моек ун-та, Изд-во «ЧеРо», 1998.-416 с.

81. Хекхаузен X Мотивация и деятельность. М.: Педагогика, 1986. Том 1.-408 е.; Том 2-392 с.

82. Харитонов АВ. Проектирование организационной структуры производства электротехниеского оборудования летательных аппаратов Текст./ Коптев АН, Харитонов АА//С6. научн. трудов «Неразрушаютцие методы контроля». Самара: ИПО СГАУ. 2005. -С26-30.

83. Харитонов АВ. Моделирование производственных систем монтажа электросборок летательных аппаратов Текст./ Коптев АН, Харитонов А А//С6. научн. трудов «Неразрушающие методы контроля». Самара: ИПО СГАУ. 2005. - С.31-41.

84. Харитонов А.В. Структурная модель системы диагностического управления монтажом элекгросборок летательных аппаратов Текст./ Харитонов АВУ/Сб. научн. трудов Международного симпозиума «Надежность и качество», I том. Пенза: ИПО 111 У. 2008.-С.448-449.