Использование проектно-производственной модели для управления единым информационным пространством на предприятии тяжелого машиностроения

Иващенко А.В. , Кременецкая М.Е. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОЕКТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЕДИНЫМ ИНФОРМАЦИОННЫМ ПРОСТРАНСТВОМ НА ПРЕДПРИЯТИИ ТЯЖЕЛОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

В настоящее время к методам организации деятельности современных машиностроительных предприятий предъявляются особенно высокие требования. При этом особое внимание уделяется организации единого информационного пространства (ЕИП), которое, в соответствии с концепцией CALS призвано обеспечить информационную поддержку всех этапов жизненного цикла изделия.

В связи с тем, что именно ЕИП содержит все знания, необходимые для выработки управляющих решений, а любые события жизненного цикла изделия находят свое отражение в ЕИП, весьма актуальным представляется разработка моделей управления предприятием через управление эволюцией его единого информационного пространства [1].

Одним из возможных подходов к построению такой модели является представление ЕИП как открытой само-развивающейся сложной системы. Входными данными являются знания, поступающие от конструктора и технолога в виде комплектов документации либо расширений структуры ЕИП, а выходными данными можно считать разнообразные отчеты, получаемые путем аналитической обработки имеющихся знаний. В этом случае управление ЕИП состоит не только в обеспечении его функционирования, путем решения задачи интеграции автоматизированных информационных систем различного профиля, но и в организации процессов его эволюции.

Таким образом, ЕИП строится в виде синергетической системы, обладающей свойством обмена энергией с внешней средой, представленной в виде участников жизненного цикла изделия. При таком подходе вместо задачи создания единого информационного пространства, решаемой в настоящее время однократно в процессе комплексного реинжиниринга бизнес-процессов предприятия, необходимо решить задачу обеспечения эволюции ЕИП, решаемую в процессе автореинжиниринга - постоянной модификации бизнес-процессов в результате обработки событий, генерируемых самим ЕИП и внешней по отношению к нему средой [2].

На основе знаний, постоянно накапливаемых в ЕИП, и внешних событий производится мониторинг и корректировка бизнес-процессов предприятия, структуры ЕИП и архитектуры автоматизированной информационной системы управления предприятием.

Реализация такого подхода возможна путем создания интеллектуальных систем, интегрированных в ЕИП предприятия, функциональность которых включает возможность анализа и модификации структуры ЕИП в соответствии с изменениями требований к жизненному циклу изделия и появлением закономерностей обработки знаний. Открытый характер единого информационного пространства позволяет не только внедрить интеллектуальные системы управления ЕИП, но и обеспечить возможность его расширения за счет включения новых подсистем.

Например, на основе анализа абстрактного показателя числа эквивалентных исполнений, возможна модификация бизнес-процесса по документообороту при конструкторско-технологической подготовке производства и модульной структуры хранения технологических процессов [3]. Данный алгоритм позволяет производить анализ данных, поступающих в PDM-систему из САПР, и производить обобщения на основе результатов сравнения новых структур с уже имеющимися знаниями. Таким образом, возможна оптимизация механизма хранения знаний в ЕИП и формирования требуемых отчетов.

Использование данного подхода на предприятии тяжелого машиностроения позволило получить следующие результаты. Рассмотрим процесс изменения объема информации в ЕИП для нескольких проектов на предприятии тяжелого машиностроения. На рис. 1 представлены графики изменения количества эквивалентных исполнений

I, полученные экспериментальным путем, при разработке трех проектов : «Мельница валковая среднеходная

260» (кривая 1), «Лопасть турбины» (кривая 2), «Ролики конвейера ленточного» (кривая 3).

Как видно из графиков на рис. 1, изменение I носит негармонический колебательный характер и может

быть описано уравнением осциллятора. Подобные способы представления производственных систем применяются в [4], где изменение объема производства описывают дифференциальным уравнением второго порядка. Также, возможность описания колебаний объема производства в виде колебательного негармонического процесса была обоснована А. Маршалом [5].

I.UIT

_1_________________i_______________i_______________i_______________i_______________i_______________i_______________i________________i_______________L_

100 200 3» 400 500 600 700 800 900 1000

Рис. 1. Колебания количества эквивалентных исполнений для различных проектов

Как видно из графиков на рис. 1, изменение I носит негармонический колебательный характер и может

быть описано уравнением осциллятора. Подобные способы представления производственных систем применяются в [4], где изменение объема производства описывают дифференциальным уравнением второго порядка. Также, возможность описания колебаний объема производства в виде колебательного негармонического процесса была обоснована А. Маршалом [5].

Рассмотрим развитие ЕИП как некоторый непрерывный процесс добавления и обновления информации. Эти процессы могут быть реализованы в виде потоков транзакций, обновляющих и дополняющих имеющиеся данные в ЕИП. Результатом такого потока является рост сети конструкторско-технологических знаний, позволяющих генерировать большее количество исполнений. Однако не все результаты конструкторско-технологической деятельности задействованы на производстве. Как правило, отработанный проект переносят из рабочей области в архив. Кроме того, в системе постоянно производится «откат» информации из-за ошибок и недоработок специалистов или сбоев в программном обеспечении.

Определение параметров уравнения, описывающего колебания количества эквивалентных исполнений возможно путем аппроксимации этой характеристики методом координатного спуска и идентификации параметров. В качестве примера рассмотрим проект «Лопасть турбины» (см. рис. 2).

В данном случае точкой начала изменения I является 4 000 исполнений - объем информации до начала

разработки проекта. Максимальное значение I для данного проекта составляет примерно 30 000, то есть в результате разработки проекта «Лопасть турбины» объем информации в ЕИП увеличился на 26 000 исполнений. Максимальный объем информации, которую можно поместить в ЕИП, составляет 35 000 исполнений (надо заметить , что здесь учитывается и служебная информация, предназначенная для поддержания работоспособности ЕИП) , поэтому для разработки нового проекта необходимо перенести не используемую в производстве информацию в архив или реструктуризировать ее с целью уменьшения I.

Рис. 2. Результаты аппроксимации колебаний количества эквивалентных исполнений для проекта «Лопасть турбины»

Количество эквивалентных исполнений характеризует динамику изменения ЕИП во времени и комплексно определяет эффективность конструкторско-технологической подготовки производства, частоту поступления качественно новых заказов и, как следствие, потребность в проведении инновационного проектирования.

Характер динамики отражает определенные стороны деятельности предприятия: плавный рост параметра I

свидетельствует о поступлении большого количества новых заказов; скачкообразный рост (уменьшение) параметра I свидетельствует о стратегических изменениях деятельности предприятия; всплеск параметра I свидетельствует о резком поступлении серии непрофильных заказов; уменьшение параметра I связано с потерей заказчиков и невозможностью ЕИП поддержать данный объем информации.

Управление параметрами проектно-производственной модели позволяет обеспечить требуемую организацию ЕИП, при которой новая информация, поступающая от конструктора и технолога, приводит к реструктуризации ЕИП. Под реструктуризацией при этом случае подразумевается сокращение объема информации за счет создания модулей и удаления лишних связей и единиц.

Учитывая колебательный характер изменения количества эквивалентных исполнений, необходимо в результате реструктуризации и перенесения информации в архив достигнуть некоторого диапазона колебаний I, при котором перенастройку можно считать завершенной, и малые колебания в ЕИП не влияют на его общую организацию и производство в целом. Такое управление проектно-производственной моделью необходимо производить на основе данных о текущих колебаниях I, отражающих изменения бизнес-процессов предприятия, технологических процессов и процессов документооборота.

ЛИТЕРАТУРА

1. Митришкина М.Е., Иващенко А.В., Прохоров С.А. Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства на основе организации единого информационного пространства // Надежность и качество. Труды международного симпозиума / Под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во Пенз. Гос. ун-та, 2005 - С 231

- 233

2. Иващенко А.В., Кременецкая М.Е. Автореинжиниринг единого информационного пространства предприятия

- Самара: Самарский научный центр РАН, 2006 - 116 с., ил.

3. Иващенко А.В., Митришкина М.Е. Проектно-производственная модель единого информационного пространства предприятия - Самара: Самарский научный центр РАН, 2006 - 152 с., ил.

4. Ахтямов А.М. Математика для социологов и экономистов. М.: Физматлит, 2004, 464с.

5. Хрестоматия по экономической теории./Сост. Е.Ф. Борисов. М.: Юристь, 2000, 164с.