Информационное обеспечение метода оценки производственного потенциала машиностроительного производства

УДК 658.511

А.А. Кутин, В.А. Долгов, В.А. Милькин

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Определены требования к информационному обеспечению метода оценки производственного потенциала. Разработаны информационные модели производственной системы машиностроительного предприятия

Информационное обеспечение, информационная модель, производственная система, оценка производственного потенциала

A.A. Kutin, V.A. Dolgov, V.A. Milkin

INFORMATION SUPPORT FOR THE METHOD EVALUATING THE PRODUCTION POTENTIAL AT MECHANICAL ENGINEERING INDUSTRIES

The paper sets the requirements for the method relating information support evaluation of the production potential. Information models for the production systems at mechanical engineering enterprise are developed.

Information support, information model, the production system, the evaluation of the production potential

Введение

Накопленный российский опыт технического перевооружения машиностроительных предприятий свидетельствует о необходимости дальнейшего повышения эффективности этих мероприя-

тий. При выполнении проектов технического перевооружения, как правило, решаются локальные задачи по преодолению трудностей, возникающих в текущий момент времени, для производственных мощностей в цепи технологического процесса путем приобретения отдельных видов оборудования. Это приводит к тому, что мощности производственной системы в долгосрочной перспективе становятся несбалансированными.

Одной из главных причин возникновения указанных сложностей следует считать неправильное определение задач для достижения поставленных целей. Для научно обоснованного выбора задач необходимо знать не только проблемы в существующей производственной системе предприятия по всему технологическому маршруту изготовления заданной номенклатуры изделий, но и недостающие технические возможности производственной системы для выполнения производственного заказа. Именно такой подход при формировании структуры технического перевооружения и разработке критерия, учитывающего развитие производственных мощностей, способны повысить эффективность проводимых мероприятий и конкурентоспособность производимой продукции.

Постановка задачи

Определение элементов производственной системы, подлежащих технологическому перевооружению и модернизации, предлагается осуществлять путем оценки производственного потенциала для выполнения машиностроительным предприятием заданной производственной программы [1].

Каждый этап метода оценки производственного потенциала организационно включает следующие стадии:

- формализация исходных данных,

- построение математической модели,

- расчет показателей производительности,

- формирование заключения.

На стадии «Формализация исходных данных» выполняются работы по сбору, анализу и формализации значительного объема информации: заданной производственной программы, конструкторской и технологической документации, технических возможностей производственной системы. Трудоемкость этапа может достигать 60% от общей трудоемкости экспресс оценки [2-4]. Целью формализации исходных данных является обеспечение информационной поддержки расчета показателей производительности.

Для разработки правил формального описания исходных данных были сформированы требования, предъявляемые методом оценки производственного потенциала, к составу и организации исходных данных.

Метод оценки производственного потенциала состоит из трех этапов [5].

Этап 1. Оценка длительности производственных циклов изготовления приведенных программ деталей-представителей.

Целью этапа 1 является предварительная оценка возможности выполнения производственного процесса с учетом заданного рабочего фонда времени. Производственный процесс (1111) включает технологический процесс (ТП), процессы транспортировки (ПТр) и хранения заготовок.

При оценке производственного цикла вводятся следующие ограничения:

- для выполнения каждой операции используется одно рабочее место;

- временной ресурс рабочего места может расходоваться только на закрепленную операцию, т.е. коэффициент закрепления операций равен 1;

- длительность хранения определяется эффективностью среднесрочного (квартального, месячного) и оперативного планирования.

Производственный цикл рассчитывается для выполнения среднестатистической партии запуска.

Этап 2. Оценка производственных возможностей базовой производственной системы (ПС) процесса для изготовления приведенных программ деталей-представителей.

Целью этапа является оценка возможности выполнения технологических процессов и процессов транспортировки деталей-представителей в соответствующих базовой производственных системах процесса, заданных технологической документацией.

При оценке производственных возможностей базовой производственной системы процесса вводятся следующие ограничения:

- для выполнения каждой операции используется одно рабочее место,

- временной ресурс рабочего места может распределяться между несколькими конкурирующими операциями, т.е. коэффициент закрепления операций больше 1.

Этап 3. Оценка производственных возможностей производственной системы предприятия для изготовления приведенных программ деталей-представителей.

Целью этапа является оценка возможности выполнения технологических процессов и процессов транспортировки деталей-представителей в соответствующих производственных системах процесса, содержащих альтернативные рабочие места.

При оценке производственных возможностей производственной системы процесса, содержащей альтернативные рабочие места, вводятся следующие ограничения:

- для выполнения каждой операции могут использоваться альтернативные рабочие места,

- временной ресурс рабочих мест может распределяться между несколькими конкурирующими операциями.

Укрупненный алгоритм метода оценки производственного потенциала приведен на рисунке. При описании алгоритма использованы следующие логические операнды: V - дизъюнкция, Х - исключающее ИЛИ.

Укрупненный алгоритм метода оценки производственного потенциала

С учетом вышесказанного были сформированы следующие требования к информационному обеспечению:

1. Информационное обеспечение должно формироваться для каждого этапа.

2. Информационное обеспечение этапа 1 должно включать процессные модели.

3. Информационное обеспечение этапа 2 должно содержать процессные модели и базовые конкурентные ресурсные модели изготовления деталей-представителей.

4. Информационное обеспечение этапа 3 должно содержать процессные модели и альтернативные конкурентные ресурсные модели изготовления деталей-представителей, включающие альтернативные элементы производственной системы предприятия.

5. Должна быть обеспечена информационная преемственность моделей.

Для информационной поддержки этапов расчета показателей производительности разработаны соответствующие информационные модели.

Описание информационных моделей

В качестве информационного обеспечения этапа 1 была разработана информационная модель процесса изготовления партии запуска п детали-представителя 7-й группы.

Информационная модель производственных процессов изготовления деталей-представителей содержит следующие данные:

- наименование группы деталей;

- наименование и код детали-представителя;

- приведенная программа выпуска;

- размер партии запуска п;

- наименование подсистемы;

- наименование и номер операции;

- трудоемкость операции (штучное время);

- подготовительно-заключительное время для операций;

- количество одновременно обрабатываемых заготовок на операции.

Для построения процессных и ресурсных моделей изготовления деталей-представителей, обеспечивающих информационную поддержку этапа 2 и 3, были предложены информационные модели базовой конкурентной производственной системы процесса и альтернативной конкурентной производственной системы процесса.

Производственная система процесса включает в качестве подсистем совокупность элементов технологической, транспортной и складской подсистем, задействованных в изготовлении одного наименования изготавливаемой продукции. Производственная система процесса является подсистемой производственной системы предприятия.

Альтернативная конкурентная производственная система процесса включает элементы производственной системы предприятия, имеющие технические возможности, которые удовлетворяют технологическим требованиям для выполнения соответствующих операций.

При построении информационных ресурсных моделей производственные системы процессов рассматриваются как системы, обладающие следующими характеристиками:

- состояние системы не зависит от влияния внешних факторов;

- состояние системы с течением времени остается неизменной;

- поведение системы объяснимо и предсказуемо.

Таким образом, в информационных моделях производственная система определяется как статическая система. Информационные модели определяют временные, логистические связи между элементами производственной системы. Анализ этих связей позволяет оперативно проводить укрупненную оценку показателей производительности производственной системы.

В ресурсные модели было введено значение доступного временного ресурса 1-го элемента технологической и транспортной подсистемы для выполнения операций ф . Значение определяется по формуле

Ф

_ РВ7

"ДВ Кзо..

Ф™ _

где ФРВ. - действительный фонд рабочего времени 1-го элемента производственной системы, кз0! -коэффициент закрепления операций 1-го элемента производственной системы.

Информационная модель базовой конкурентной производственной системы процесса содержит данные процессной модели и дополнительно включает следующие данные:

- наименование и код цеха,

- наименование и код производственного участка,

- наименование и коды элементов технологической, транспортной и складской подсистем,

- коэффициент закрепления операций базовых элементов производственной системы.

Информационная модель альтернативной конкурентной производственной системы процесса

содержит данные информационной модели базовой конкурентной производственной системы процесса и дополнительно включает следующие данные:

- коэффициент закрепления операций альтернативных элементов производственной системы,

- доступный временной ресурс альтернативного элемента технологической и транспортной подсистемы для выполнения заданных операций.

Информационное обеспечение метода оценки производственного потенциала для изготовления детали-представителя «Переходная втулка»

В качестве примера выбрана деталь-представитель «Переходная втулка». Выполненный на этапе 1 (см. рис. 1) анализ показал, что производственный цикл изготовления приведенной программы превышает годовой фонд времени.

Поэтому для этой детали-представителя была сформирована информационная модель конкурентной производственной системы процесса ее изготовления, фрагмент которой представлен в табл. 1.

Выводы

Разработана структура информационного обеспечения для метода оценки производственного потенциала, которая содержит необходимые и достаточные исходные данные для выполнения каждого этапа. Информационное обеспечение 1-го этапа включает информационные модели производственных процессов изготовления деталей-представителей (процессные модели). Информационное обеспечение соответственно 2-го и 3-го этапов содержит информационные модели базовой и альтернативной конкурентной производственной системы процесса изготовления деталей-представителей (ресурсные модели). Информационные модели 2-го и 3-го этапов формируются путем добавления данных к информационным моделям предыдущих этапов.

Созданное информационное обеспечение позволяет значительно сократить трудоемкость наиболее сложной стадии «Формализация исходных данных» при оценке производственного потенциала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Григорьев С.Н. Инновационное развитие высокотехнологичных машиностроительных производств на основе интегрированных АС ТПП / С.Н. Григорьев, А.А. Кутин // Автоматизация и современные технологии. 2011. № 11. С. 23-29.

2. Бржозовский Б.М. Проблемы моделирования и идентификации сложных технологических систем / Б.М. Бржозовский // Вестник СГТУ. 2009. № 3. Вып. 2. С. 39-41.

3. Управление станками и станочными комплексами: учебник / Б.М. Бржозовский, А.Г. Схиртладзе, В.В. Мартынов, П.Ю. Бочкарев. Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2011. 388 с.

4. Бочкарев П.Ю. Системное представление планирования технологических процессов механообработки / П.Ю. Бочкарев // Технология машиностроения. 2002. № 1. С. 10-14.

5. Кутин А. А. Метод оценки производственного потенциала многономенклатурного машиностроительного производств / А.А. Кутин, В.А. Долгов, В.А. Милькин // Автоматизация и современные технологии. 2014. № 6.

Кутин Андрей Анатольевич -

доктор технических наук, профессор, проректор по инновационной деятельности, заведующий кафедрой «Технология машиностроения» Московского государственного технологического университета «Станкин»

Долгов Виталий Анатольевич -

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технология машиностроения» Московского государственного технологического университета «Станкин»

Милькин Владимир Андреевич -

аспирант кафедры «Технология машиностроения» Московского государственного технологического университета «Станкин»

Andrey A. Kutin-

Dr. Sc., Professor,

Vice Rector for Innovations,

Head: Department of Mechanical Engineering,

Moscow State University of Technology STANKIN

Vitaliy A. Dolgov -

Dr. Sc., Professor

Department of Mechanical Engineering, Moscow State University of Technology STANKIN

Vladimir A. Milkin -

Postgraduate

Department of Mechanical Engineering, Moscow State University of Technology STANKIN

Статья поступила в редакцию 14.01.14, принята к опубликованию 15.05.14