авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Создание автоматизированных систем управления машиностроительными производствами на основе теории конструктивно-технологической сложности

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 658.011.56

Коршунов Александр Иванович

СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ систем управления машиностроительными производствами на основе теории конструктивно-технологической сложности

05.13.06 – «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Ижевск

2008

Работа выполнена в Ижевском государственном техническом университете.

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор

Б.А. Якимович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ефимов Игорь Николаевич,

ГОУ ВПО «Ижевский государственный

технический университет»

доктор технических наук, профессор

Кутергин Владимир Алексеевич,

ОАО «Ижевский машиностроительный

завод»

доктор технических наук, профессор

Ротков Сергей Игоревич,

Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет

Ведущая организация ФГУП «Воткинский завод»

Защита состоится « 25 » сентября 2008_ г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.065.06 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ.

Автореферат разослан «____» ____________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук,

доцент Сяктерев В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации приведены теоретические положения, обеспечивающие формирование и оценку конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия как неотъемлемой его характеристики, базирующейся на анализе конструкторско-технологических признаков как собственно изделия, так и его структуры, составляющих его сборочных единиц, деталей и применяемых технологических переделов. В работе предложен комплексный метод определения конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия. Разработана концепция автоматизированной системы оценки конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия как подсистемы автоматизированной системы управления производством на машиностроительном предприятии. На ее основе создана автоматизированная система технического нормирования и оценки затрат на изготовление машиностроительного изделия, обеспечивающая интеллектуальную поддержку процессов управления предприятием.

Актуальность исследования. Повышение эффективности функционирования и развития производственных систем машиностроения является в настоящее время одной из основных проблем, стоящих перед предприятиями машиностроительного комплекса России. Обоснованное формирование рациональной номенклатуры выпускаемых изделий, совершенствование технико-экономической и конструкторско-технологической подготовки производства, обеспечение качества продукции, соответствующего международным стандартам - вот далеко не полный перечень задач, которые в настоящий момент требуют своего решения.





Разработка автоматизированных систем управления производством для предприятий машиностроительной отрасли, обеспечивающих эффективное решение задач интеллектуальной поддержки процессов управления и информационной поддержки жизненного цикла продукции, требует внедрения и использования показателя, позволяющего однозначно описывать производственную номенклатуру на основании характерных свойств ее представителей. В качестве такого показателя предлагается использовать конструктивно-технологическую сложность машиностроительного изделия.

Таким образом, актуальной научной проблемой является разработка теоретических положений, обеспечивающих формирование и оценку конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия с целью создания комплекса технических решений, предназначенных для интеллектуальной поддержки процессов управления предприятием, и направленных на повышения эффективности функционирования производственных систем машиностроения.

Использование показателя конструктивно-технологической сложности позволяет решать целый ряд производственных задач, возникающих на основных этапах жизненного цикла машиностроительного изделия, в частности, на этапах технической и организационно-экономической подготовки его производства. Конструктивно-технологическая сложность, с одной стороны, представляет собой неотъемлемое свойство изделия, будучи определяема на основе его конструкторско-технологических признаков, с другой стороны, позволяет оценивать трудоемкость и затраты на изготовление в организационно-технических условиях конкретной производственной системы. Разработанный комплексный метод определения конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия включает несколько уровней точности оценки, характеризующихся различным уровнем детализации сведений об изделии.

Цель работы: Повышение эффективности функционирования производственных систем машиностроения на основе формирования положений теории конструктивно-технологической сложности изделий машиностроения, разработки комплексного метода оценки трудоемкости и затрат производственных ресурсов на изготовление изделия в соответствии с организационно-техническим уровнем производственной системы и создания автоматизированной системы технического нормирования и оценки затрат на изготовление изделия как основы интеллектуальной поддержки процессов управления на машиностроительном предприятии.

Для достижения поставленной цели в работе рассматриваются и развиваются следующие направления научных исследований:

  1. Анализ современного состояния предприятий машиностроительной отрасли и способов повышения эффективности их функционирования с использованием методов оценки трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия.
  2. Изучение методов и моделей, используемых для оценки сложности естественных и искусственных систем в различных предметных областях знания.
  3. Формирование основных положений теории конструктивно-технологической сложности, разработка моделей оценки сложности машиностроительного изделия с учетом используемых технологических переделов.
  4. Разработка комплексного метода оценки трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия на основе положений теории конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия в соответствии с организационно-техническим уровнем производственной системы.
  5. Создание информационной модели, учитывающей иерархическую структуру машиностроительного изделия, которая обеспечивает его представление в соответствии с положениями теории конструктивно-технологической сложности.
  6. Разработка концепции автоматизированной системы, обеспечивающей прогнозирование и оценку трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия на основе созданного комплексного метода с использованием конструктивно-технологической сложности.
  7. Создание автоматизированной системы технического нормирования и оценки затрат на изготовление машиностроительного изделия, обеспечивающей комплексное оценивание трудоемкости и затрат на изготовление изделия на основных этапах его жизненного цикла.
  8. Апробация и внедрение результатов исследований в виде разработанного комплексного метода оценки трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия на основе положений теории конструктивно-технологической сложности и созданной на его основе автоматизированной системы на предприятиях машиностроительной отрасли России.

Методы исследования. В работе использованы положения технологии машиностроения, методы теории систем, теории сложности, методы комплексного исследования, включающего в себя теоретический анализ и экспериментальную проверку полученных результатов в производственных условиях. Применяется аппарат математической статистики, теории множеств, теории графов.

На защиту выносятся следующие положения:

  • Структурно-иерархическая модель машиностроительного изделия, обеспечивающая решение задачи его формального представления в соответствии со структурой и составом при решении задач оценки сложности, трудоемкости и затрат на изготовление на различных этапах жизненного цикла.
  • Общая аддитивно-мультипликативная модель оценки показателя конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия, учитывающая применяемые технологические переделы, структуру изделия и конструкторско-технологические признаки.
  • Механизм формирования показателя конструктивно-технологической сложности технологического передела, основанный на теоретико-множественном подходе и предусматривающий формирование классификатора порождающих и порожденных элементов.
  • Модели оценки конструктивно-технологической сложности технологических переделов «Механическая обработка» и «Слесарно-сборочные работы».
  • Комплексный метод определения конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия с учетом организационно-технического уровня производственной системы и степени декомпозиции структуры изделия.
  • Объектная информационная модель машиностроительного изделия в виде иерархии классов, обеспечивающих его представление при решении задач оценки конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на его изготовление.
  • Концепция автоматизированной системы, обеспечивающей решение задач оценки трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия.
  • Автоматизированная система технического нормирования и оценки затрат на изготовление машиностроительного изделия, реализующая предложенный комплексный метод оценки конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия.
  • Методика оценки эффективности применяемых конструкторско-технологических решений на основе использования показателя конструктивно-технологической сложности.

Научная новизна.

Разработаны теоретические положения формирования и оценки конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия, позволяющие учесть интегральный характер количественной оценки структурных и субстантных свойств изделия и входящих в него деталесборочных единиц, а также позволяющие повысить степень адекватности оценки в теории конструктивно-технологической сложности сложившемуся в общественном производстве уровню развития производительных сил.

В ходе исследований получены следующие новые научные результаты:

  1. Разработан комплексный метод определения конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия с учетом организационно-технического уровня производственной системы и требований к уровню точности оценки. Разработаны и реализованы три уровня оценивания: прогнозирование с применением аппарата искусственных нейронных сетей; оценивание на основе расчета конструктивно-технологической сложности; укрупненное нормирование маршрутных и маршрутно-операционных технологических процессов изготовления, разработанных на основе нормативных технологических операций.
  2. Создана аддитивно-мультипликативная модель оценки конструктивно-технологической сложности машиностроительного изделия. Разработан механизм формирования показателя конструктивно-технологической сложности технологического передела, основанный на теоретико-множественном подходе, предусматривающий создание классификатора порождающих и порожденных элементов, которые выделяются при анализе образа изготавливаемого изделия и его структурных составляющих.
  3. Предложена классификация порождающих конструктивно-технологических элементов и элементарных работ, определены и исследованы порождающие и порожденные элементы классов применительно к технологическим переделам «Механическая обработка» и «Слесарно-сборочные работы». Для каждого из технологических переделов определена иерархическая структура показателя конструктивно-технологической сложности элемента.
  4. Разработана объектная информационная модель машиностроительного изделия, обеспечивающая его однозначное формальное представление при решении задач определения конструктивно-технологической сложности, трудоемкости и затрат на его изготовление. Использование модели позволяет создавать автоматизированные системы и программные модули, ориентированные на техническое нормирование, оценку конструктивно-технологической сложности и прогнозирование трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительных изделий.

Практическая ценность работы. Комплексный метод оценки трудоемкости и затрат на изготовление машиностроительного изделия обеспечивает решение соответствующих задач с учетом организационно-технического уровня производственной системы и требований к уровню точности оценки. Это позволяет применять его при решении ряда производственных задач, возникающих на различных этапах и стадиях жизненного цикла изделия, в том числе: оценки трудоемкости изготовления изделий; оценки эффективности функционирования производственных систем; формирования рациональной производственной номенклатуры, соответствующей организационно-техническому уровню конкретной производственной системы; оценки эффективности и рациональности используемых конструкторско-технологических решений.

Созданная информационная модель машиностроительного изделия, предложенная концепция автоматизированной системы, обеспечивающей решение задач оценки трудоемкости и затрат на изготовление изделия на основе использования предложенного комплексного метода, и разработанные расчетные алгоритмы позволили разработать и создать автоматизированную систему технического нормирования и оценки затрат на изготовление машиностроительного изделия. Автоматизированная система обеспечивает интеграцию в состав автоматизированных систем управления машиностроительным производством в качестве подсистемы, решающей задачи интеллектуальной поддержки процессов управления и информационной поддержки жизненного цикла выпускаемой продукции.

Результаты работы прошли апробацию в производственных условиях и внедрены в производство на ряде машиностроительных предприятий России, показав высокую эффективность при решении задач, возникающих на различных этапах жизненного цикла машиностроительного изделия.

Новизна и практическая ценность предложенных решений подтверждена актами о практическом внедрении результатов диссертационной работы при решении производственных задач на ряде машиностроительных предприятий России. Основные положения диссертации используются в курсах «Основы САПР», «Организация и планирование машиностроительного производства».

Апробация работы. Содержание и основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных и всероссийских конференциях:

  1. Международная научно-техническая конференция «Модель-проект 95», Казань, 1995.
  2. Всероссийская научно-методическая конференция «Новые информационные технологии в образовательном процессе», Ижевск, 1997.
  3. Всероссийская научная конференция «CAD/CAM/CAE системы в инновационных проектах», Ижевск, 1998.
  4. 6 Международная научная конференция CO-MAT-TECH'98, Трнава, Словения, 1998.
  5. III Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в инновационных проектах», Ижевск, 2001.
  6. Международная научно-техническая конференция «Моделирование технических систем. Инновационные технологии в машиностроении и приборостроении», Ижевск, 2002.
  7. IV Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в инновационных проектах», Ижевск, 2003.
  8. Международная конференция «Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий», Санкт-Петербург, 2003.
  9. Международная конференция-форум «Применение ИПИ(CALS)-технологий для повышения качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции», Москва, 2003.
  10. 11 Международная научная конференция CO-MAT-TECH 2003, Трнава, Словения, 2003.
  11. 5-я международная конференция «Авиация и космонавтика-2006», Москва, 2006.

Публикации. Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в 66 печатных работах, из них 2 монографии, 26 статей (из них 19 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ), 6 публикаций в зарубежных изданиях, а также свидетельство № 2005610127 об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованных источников (230 источников) и 6 приложений. Диссертация содержит 312 страниц, 36 таблиц, 66 иллюстраций и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена цель и сформулированы задачи исследований, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первая глава посвящена анализу современного состояния машиностроительного комплекса России, рассмотрены основные проблемы и перспективы его развития.

Несмотря на определенные успехи, которые наблюдаются в развитии машиностроительного комплекса России, существует целый ряд проблем, негативно влияющих на состояние и развитие машиностроительного комплекса в целом, и основные его отрасли в частности.

Одной из основных проблем в настоящее время является повышение эффективности функционирования и развития предприятий отрасли. Обоснованное формирование рациональной номенклатуры выпускаемой продукции, совершенствование технико-экономической и конструкторско-технологической подготовки производства, обеспечение качества продукции, соответствующего международным стандартам - вот далеко не полный перечень задач, которые не решены предприятиями отрасли до настоящего момента.

Решения поставленных выше задач невозможно добиться без комплексного обеспечения интеллектуальной поддержки процессов управления и информационной поддержки жизненного цикла машиностроительного изделия (ИПИ-технологии). Комплексное информационное обеспечение задач управления производством представляет в настоящее время определенный интерес для предприятий машиностроительного комплекса России. Частичная автоматизация основных этапов производственного цикла, проведенная предприятиями, не позволила в полной мере реализовать преимущества применения информационных технологий, в том числе, и концепции информационной поддержки жизненного цикла изделия.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.