Фабрика будущего по разработке и производству кастомизированной вакуумной техники для научного приборостроения и высокотехнологичных отраслей промышленности

Авторы благодарны проф. Владиславу Владимировичу Подиновскому за постановку проблемы для исследований и указание на работу [3].

Литература

1. Подиновский В.В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений: Учебное пособие. М.: Физматлит, 2007.

2. Orlovsky S.A. Decision-Making with a Fuzzy Preference Relations // Fuzzy Sets and Systems, 1978, № 1.

3. Холодков А.В. Задача векторной оптимизации с нечеткой информацией о равноценности критериев // Известия академии наук Узбекской ССР. Серия технических наук, 1979, № 5, С. 6 - 11.

Methods of analysis of fuzzy information on relative criteria importance

Potapov M.A., leading research scientist Institute of Computer Aided Design of the RAS Nelyubin A.P., junior research scientist Mechanical Engineering Research Institute of the RAS Solovyev I.S., junior research scientist Institute of Computer Aided Design of the RAS

We present new fuzzy relations of superiority in importance on a set of criteria. Methods are proposed for obtaining fuzzy information about the relative importance of criteria, consistent with the general approach of the criteria importance theory. This fuzzy information is used in new algorithms for constructing fuzzy preference relations on a set of vector estimates of variants.

Key words: multicriteria analysis, criteria importance theory, fuzzy relative importance, fuzzy preferences.

УДК 330.4

ФАБРИКА БУДУЩЕГО ПО РАЗРАБОТКЕ И ПРОИЗВОДСТВУ КАСТОМИЗИ-РОВАННОЙ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ НАУЧНОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Владимир Алексеевич Бородин, д-р техн. наук, рук. Проектного офиса ФГУП ЭЗАН при

ФАНО России,

Владимир Алексеевич Бородин, чл.-корр. РАН, зам. председателя Совета по научному

приборостроению ФАНО России, А.В. Веретенников, канд. физ.-мат. наук, руководитель Инжинирингового центра, С.В. Котов, нач. отдела информационных технологий Д.Н. Кузьмин, канд. физ.-мат. наук, нач. КБ аналитического приборостроения Д. О. Новиков, канд. техн. наук, нач. Бюро перспективных проектов

E-mail: bor@ezan.ac.ru ФГУП ЭЗАН

142432, Московская область, г. Черноголовка, проспект Академика Семенова, д. 9.

В статье представлены научно-технический задел и работы Экспериментального завода научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро РАН (ФГУП ЭЗАН) по компьютерному инжинирингу, разработке и производству высоковакуумной техники, приборам и технологическому оборудованию на ее основе. Рассматривается

реализуемый в настоящее время в рамках НТИ проект « Фабрики Будущего» по разработке и производству кастомизированной вакуумной техники для научного приборостроения и высокотехнологичных отраслей промышленности.

Ключевые слова: Вакуумная техника, научное приборостроение, Национальная технологическая инициатива, Фабрика Будущего.

Введение

Одной из проблем развития отечественного научного приборостроения является отсутствие предприятий, способных оперативно решать задачи по разработке и производству разнообразной вакуумной техники и ее компонент для новых приборов и технологического оборудования как уникальных, которые имеют ограниченное применения для научных исследований, так и для тех, которые планируется тиражировать для широкого круга потребителей. В настоящее время стала очевидна необходимость в новом типе

предприятия - «Фабрики будущего», которое способно быстро откликаться на индивидуальный (кастомизированный) запрос и представлять заказчику изделие по цене, сопоставимой с серийной продукцией, а также осуществлять и серийное производство. Расширение фронта фундаментальных и прикладных исследований организациями, подведомственными ФАНО России, является дополнительным аргументом для создания такого предприятия. «Фабрика будущего» понимается как система комплексных технологических решений (интегрированные технологические цепочки), обеспечивающая в кратчайшие сроки проектирование и производство глобально конкурентоспособной продукции нового поколения [1]. В понятие «Фабрики будущего» включается понятие «Цифровые фабрики», использующей технологии компьютерного инжиниринга, в первую очередь цифрового моделирования и проектирования как самих изделий, так и производственных процессов на протяжении всего жизненного цикла изделия, а также понятие «Умной фабрики», которая представляет собой автоматизированную систему управления технологическими и производственными процессами, позволяющую оперативно переналаживать оборудование без вмешательства человека. Третьим звеном «Фабрики будущего» является «Виртуальная фабрика», являющаяся, по сути, распределенной сетью «цифровых» и «умных» фабрик, связанных между собой на основе технологий управления глобальными цепочками поставок и производственными активами [2].

Предпосылки реализации проекта

В настоящее время ФГУП ЭЗАН разрабатывает и производит следующее оборудование, имеющее в своем составе элементы вакуумной техники:

- серия изотопных масс-спектрометров для производства уранового топлива;

- серия автоматизированного оборудования для выращивания монокристаллов тугоплавких оксидов и карбида кремния;

- кастомизированное оборудование для высокотемпературного синтеза и обработки материалов;

- плазмохимическое оборудование для травления и осаждения тонких пленок;

- вакуумные и сверхвысоковакуумные камеры, в том числе и из алюминия;

- вакуумные аксессуары.

На предприятии имеются механическое производство, литейное производство, гальваническое производство, сборочно-монтажное производство радиоэлектронной аппаратуры, вспомогательные участки (сварочный участок, участок керамики и пластмасс, участок наладки и тестирования электронной аппаратуры, участок сборки вакуумного оборудования).

На ФГУП ЭЗАН разработана и внедрена собственная система управления финансами и производством, АСУП «Кедр» [3], включающая в себя модули PDM, CAPP, APS/MES, MRO, CRM и FI. В систему управления предприятия интегрированы САПР и

PLM сторонних разработчиков, а также системы управления снабжением и бухгалтерским учетом. Обеспечивается финансовое планирование предприятия с учетом фактически заключенных и прогнозируемых договоров. Обеспечивается построение цифровой

модели производства с учетом фактических мощностей обрабатывающих центров и циклов изготовления. Имеются CAD/CAM/CAE модули: проектирование изделий и подготовка конструкторской документации ведется при помощи САПР «Creo» и «КОМПАС-3D». Получены результаты по виртуальному тестированию разрабатываемой продукции на основе численного моделирования, в частности, для тепловых узлов установок выращивания кристаллов [4,5].

Основные рынки «Фабрики будущего»

В настоящее время наблюдается устойчивое увеличение общего объема рынка вакуумного оборудования, в первую очередь, за счет высокотехнологичных приложений, усиливается сегментация производителей по типам создаваемого оборудования, интенсифицируется развитие рынка аксессуаров, компонент и элементов вакуумных систем. Специализированные компании, используя надежных поставщиков вакуумных камер, аксессуаров и компонент, нацелены на разработку и производство завершенных технологических комплексов.

Таблица №1.

Кузьмин Д.Н.

Низкий Технологический Промышленный Вакуум Гон коплен очное Измерительная Исследования и

вакуум вакуум вакуум полупро&одн. нвнцзнм (не техника разработка

процессов полупроводники!

Системы »Уимшккай •Вакуумная • Кремниевые »Покрытия • Масс-спектрометры •Университеты

упаковки ПрйМЫшЛС№НТь металлургия Пфупронднини оптические/ •Электронные •Правительственные

(кроме • Н«+г*кимич«иая • Вакуумная  Стяни сеточные/ микроскопы лаборатории

продукте! промышленность термическая ПОЛртрОКАШИИ (т(клйнные •Течеискнелн •Научно-

питании) обработка ТГТ-LCD дисплеи Хранений данных •Анализаторы исследовательские

СиСПМы Лр4МНШЛ*НН«1|Ь •ЛЖЦнн« М£М5 (CD, DVD...I поеериности л*бвра?орни

пвчетии > Производство типологии  Изготовители  Тонкопленочные > Г то вы* Носмичкскл*

ударччния ПЛИПМВК Электронные оборудования н магнитные анализаторы моделирование

бумаги • Пищевая ШИПЯ конечны* головки • Метрологические/

Вануумные промышленность Электронно- пользователи •Поверхностные двфектологкнеенчо

приемки и Напитки лучевые тру&ни оборудовании покрытия «ктемыдля

юмваАерныа Твкетнль fa аридные ХИМШНИН9И (защита от полупроводнике»

4и4Т«Ыы МЕДИЦИНСКИ» Бумгмнл лампы и л»ипы фиМчфСкО'О •СМ««, •Системы

ПрЛМыШЛЙНШТь накаливания оатденттнъ декератиьное фвКУСНручмого

• керамик* Обнаружение ПИВШИМ), покрыт не-.г) ионного пучка

CyblPMIUHOHMfB уте™*к HOHHQH Покрытия •Электронно-

сушю О *л а*и;»нне и имплантации. дисплеев (OLEO,

Цйсртшк) К5НДИЬ;ИОНИРОН мояекулярно- F£D,FDP..) • Рентгеновский

нна воздуха лучееой Солнечная анализ

Автомобильный впнтансии^ энергия • Магнит но-

сегмант выращивания \ фо тоз ла ктр ича ск роюиагкная

|Об*)»ймнМт* крнСтфлл« HT.il, и»»л»м»нгц, томехрафияч

uwi и нпмкыв) лдерн а я аай г н итно-

тестирование! резонансная

томография

»«г1 ^я^^ 1-lff* I ЩС-М»

>1

Полупроводниковая промышленность, научное приборостроение и НИОКР являются основными секторами вакуумной техники (более 60%) и вместе составляют около 100 млрд. долларов. Рынок вакуумной техники для указанных секторов оценивается в 15 млрд. долларов. ФГУП ЭЗАН планирует работать по этим сегментам российского рынка, который пока меньше 1% мирового рынка, но при переходе от сырьевой экономики к экономике знаний и высоких технологий объем российского рынка будет возрастать. Кроме того, планируется выход и на зарубежные рынки. На начальной стадии цифрового производства завод предполагает обеспечить потребности организаций, подведомственных ФАНО России и развивающиеся электронное и химическое машиностроение. В таблице № 1 в зависимости от величины вакуума представлены некоторые высокотехнологичные сегменты рынка вакуумной техники, которые являются перспективными рынками для ФГУП ЭЗАН.

Идея проекта и подход к его реализации

Для реализации «Фабрики будущего» необходимо решение следующих задач.

1. Создание распределенной информационной среды для оперативного взаимодействия предприятия с заказчиком, соисполнителями, поставщиками и экспертами;

2. Обеспечение работы с заказчиками, находящимися на любых уровнях готовности технологии (УГТ/ТКЪ), включая фундаментальные и прикладные исследования:

-первичное взаимодействие с заказчиком посредством «цифрового окна»; -оперативная реакция и информирование заказчика о принципиальной возможность разработки и изготовления;

-использование базы данных аналогичных наработок предприятия, состоящей как из типовых, так и из уникальных решений;

-оперативное предоставление заказчику предварительных 3D моделей изделий.

3. Вовлечение заказчика в процесс разработки конструкторской документации с возможностью ее многократной корректировки при изменении его требований:

- заказчик становится «виртуальным работником», действует в постоянном контакте с разработчиками;

-заказчик имеет доступ к разрабатываемой документации с возможностью внесения предложений о корректировке своих требований на любой стадии.

4. Обеспечение оперативной технологической подготовки производства и готовности производства к решению задач по изготовлению разнообразной вакуумной техники с применением передовых производственных технологий (ППТ):

-применение современных систем-элементов «цифровой» и «умной» фабрик; -модернизация производства и его оснащение высокопроизводительными обрабатывающими центрами;

-обучение персонала.

Этапы реализации проекта

Этап 1. Разработка «цифрового окна» «Фабрики будущего»:

- разработка «цифрового окна» с функциями получения информации от заказчика;

- разработка интерактивного «цифрового окна» для обеспечения присутствия заказчика в качестве «виртуального работника»;

- разработка интерактивного «цифрового окна» для экспертов, соисполнителей и поставщиков

Этап 2. Создание единой цифровой среды «Фабрики будущего»:

- создание системы сквозного проектирования кастомизированных изделий и подготовки производства с обеспечением информационной безопасности цифровой среды;

- разработка механизма оперативного отклика на запрос заказчика с применением базы моделей вакуумной техники и базы современных производственных технологий;

- испытание единой цифровой среды «Фабрики будущего» в условиях полигона;

- повышение квалификации инженерного персонала.

Этап 3. Создание экспериментального производственного участка (полигона) кастоми-зированной продукции:

- организация отдельного экспериментального производственного участка (полигона);

- дооснащение участка передовыми производственными технологиями и оборудованием;

- повышение квалификации производственного персонала.

Этап 4. Проведение тестовой эксплуатации Фабрики Будущего и проведение корректировок.

Литература

1. План мероприятий («дорожная карта») «Технет» (передовые производственные технологии) Национальной технологической инициативы.

2. Глобальные технологические тренды. http://issek.hse.ru/trendletter/ , Трендлеттер # 8,

3. Свидетельство о государственная регистрация программ для ЭВМ № 2008614152 и № 2007614304

4. BorodinA.V., Borodin V.A. Numerical simulation of the distribution of individual gas bubbles in shaped sapphire crystals // J. of Crystal Growth, V. 478, 2017, pp. 180-186.

5. Бородин А.В., Юдин М.В., Францев Д.Н. Виртуальный тепловой узел для численного исследования процесса выращивания профилированных кристаллов сапфира // Научное приборостроение, 2017, т.27, №3. - с.70-80.

Factory of the future for the development and manufacture of customized vacuum equipment for scientific instruments and high-tech industries

Borodin A.V., Borodin V.A., Veretennikov A.V., Kotov S.V., Kuzmin D.N., and Novikov D.O.

EZAN

The paper presents the scientific and technical background and activity of the Experimental Factory of Scientific Engineering with the Special Design Bureau of the Russian academy of sciences in the fields of computer engineering, development and production of high vacuum equipment, as well as related scientific instruments and technological equipment. The project "Factories of the Future ", which is currently being implemented within the NTI (National Technology Initiative), for the development and production of customized vacuum equipment for scientific instruments and high-tech industries is considered.

Keywords: Vacuum technology, scientific instrument making, National Technology Initiative, Factory of the Future

УДК 681.5.015.4

МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ НА БАЗЕ ОЦЕНКИ УРОВНЕЙ ЗРЕЛОСТИ

Михаил Георгиевич Доррер, канд. техн. наук, доц. каф. системного анализа

E-mail: mdorrer@mail.ru Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф.

Решетнева

В статье предложен подход к управлению проектами организационного развития. Принятие решение о вложении ресурсов в проекты решается как задача аналитического конструировании оптимального регулятора. Сбор фактической информации о состоянии бизнес-процессов, организационной зрелости выполняется при помощи BPMS ELMA.

Ключевые слова: Бизнес-процессы, организационная зрелость, фильтр Калмана, управление, BPMS

Введение

Управление бизнес-процессами организации по современным представлениям сильно связано с понятием организационной зрелости ( [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]). В современных подходах, связанных с архитектурным бизнес-инжинирингом [8] процессная зрелость используется как основа для построения карт способностей бизнеса.