Методологические аспекты повышения эффективности организации процессов проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий

ЕИП должно обладать следующими свойствами:

. содержать информацию в электронном виде ;

. охватывать всю созданную информацию об изделии;

. являться единственным источником данных об изделии (прямой обмен данными между участниками ЖЦ исключен);

. строиться только на основе международных, государственных и отраслевых информационных стандартах;

. создаваться с использованием только имеющихся у участников ЖЦ программно-коммуникационных средств;

. должно иметь возможность постоянного развития и расширения.

Эти стратегии базируются на программнотехническом комплексе; стандартах на представление и обмен информации; новых структурах и методах управления предприятием, представляющих собой базовые принципы ИПИ-технологии, базовые управленческие технологии и базовые технологии управления данными. При этом, к базовым принципам ИПИ-технологий относятся информационная интеграция и поддержка жизненного цикла изделия на основе применения интегрированной информационно-коммуникационной системы управления, а базовые управленческие технологии ориентированы на реализацию базовых принципов ИПИ-техноло-гий. Базовые технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах используются при реализации управленческих технологий.

В качестве одного из «прорывных» инновационных направлений в организации полетов (авиационных изделий) АИ и их технической эксплуатации, является внедрение интегрированных информационных систем на этом этапе ЖЦ, который обеспечивает динамический мониторинг технического состояния АИ и технического обслуживания с использованием спутниковых технологий (СТ).

Целевое внедрения таких систем – оперативная оценка технического состояния АИ, своевременное устранение различных нарушений в работе узлов, агрегатов АИ, обеспечение безопасности полетов, повышение уровня организации перевозочного процесса, доставки грузов и пассажиров «точно в срок» в пункты назначения, ускорение контейнеризации перевозок, внедрение технологии мультимодальных логистических систем.

Интеграция российских воздушных транспортных трасс в Евро-азиатскую и транспортную систему Европы, основанную на использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, позволит построить и функционировать единое транспортное пространство, включающее гармонизацию отечественных технических регламентов в области пространственных данных с соответствующими регламентами стран Европы и Азиатского континента.

Основной целью внедрения спутниковых технологий в гражданской авиации (ГА) является достижение качественно более высокого уровня обеспечения безопасности полетов и управления перевозками, за счет принципиальных изменений в сфере координатно-временного обеспечения воздушного транспорта.

Из вышеизложенного следует, что системная информационная поддержка ЖЦ изделия осуществляется в интегрированной информационной среде (ИИС). ИИС представляет собой хранилище информационных ресурсов, содержащих сведения, создаваемые и используемые всеми участниками ЖЦ изделия в процессе их производственной деятельности. В свою очередь, информационные ресурсы представляют собой совокупность данных, массивов информации, информационных моделей, документов, интеллектуального капитала, информационных объектов, которые способствуют накоплению знаний и увеличению интеллектуального капитала или служат основой производства материальных или информационных продуктов.

В данном случае следует подчеркнуть различие между терминами информационная среда и информационное пространство.

Пространство является пассивным (описательным) ресурсом, а среда – динамическая, активная конструкция, которая позволяет получать новое качество в производственной деятельности и управлении.

Информационная среда является также новым информационным ресурсом, который позволяет решать задачи более высокого качества и создавать новый эффект. Для этой цели эта информационная среда должна быть организована как динамическая модель с множеством связей и высокой степенью интеграции.

Для организации динамической связи и обеспечения свойства ресурсности в проекте постановки на производство ВС Ил-476 в ЗАО «Авиастар-СП» внедряются и адаптируются к реальным условиям новые информационные технологии. Именно этот механизм способствует получению нового качества организации производства и повышению эффективности производственной

Базовые технологии управления

Базовые управленческие технологии

Рис. 1. Основные компоненты формирования интегрированной информационной среды в жизненном цикле изделия

деятельности. При этом, технологическая подготовка производства на предприятии заключается в разработке информационных моделей специальной и специализированной оснастки, конструкторской и технологической документации, директивных и рабочих технологических процессов изготовления авиационных изделий.

Отечественный научно-технический потенциал авиастроительных НИИ и ОКБ в настоящее время все еще позволяет разрабатывать, проектировать, испытывать и передавать в серийное производство авиационные изделия любого назначения. Однако постепенно утрачивается способность к проведению задельных НИР и осуществлению масштабных опытно-конструкторских разработок. Это происходит, в основном, по следующим причинам: хроническая недостаточность финансирования (практически из всех источников, не более 20-30% потребного); отток научных и инженерных кадров высшей квалификации; разрушение уникальной экспериментальной базы.

В то же время потенциал авиационной промышленности, авиационных предприятий еще может обеспечить развитие авиационной техники и технологии, повышение их эффективности по основным технико-экономическим показателям: качеству и надежности, срокам освоения и эксплуатации, производительности и себестоимости изделия. При этом, бизнес-среда всех участников жизненного цикла обеспечивает гарантированную повторяемость качества при серийном изготовлении изделий. Связующим компонентом, обеспечивающим, при этом, эффективное функционирование системы, включающей в свой состав разработчиков, проектировщиков, технологов и эксплуатационников авиационной техники является механизм их согласованного взаимодействия, основывающийся на применении специальных методологических подходах. Методов с использованием современных средств информационных технологий.

Именно стык этапов проектирования, изготовления и эксплуатации является сегодня определяющим при обеспечении их высокоэффективного взаимодействия, что невозможно реализовать без применения интегрированных информационных технологий на отечественных авиационных предприятиях.

В последние годы Правительство РФ сделало определенные шаги для сохранения и развития авиационного комплекса страны и преодоления его кризисного положения. Позитивное влияние на формирование усилий восстановления производства в авиастроении обеспечило создание «Объединенной авиастроительной корпорации», разработку и реализацию Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года». Целевой программой предусмотрена модернизация эксплуатируемых самолетов до требований международных стандартов и разработка новых перспективных поколений самолетов.

Новые подходы в проектировании, производстве и эксплуатации авиационной техники на основе интеграции информационно-коммуникационной среды ЖЦ изделий стали настоятельной и практической задачей, одним из ключевых направлений реформирования авиастроительных комплексов. Наиболее сложные вопросы в обеспечении эффекта интеграци-онных процессов связаны с отработкой взаимоувязки различных этапов создания и эксплуатации авиационных изделий, с нахождением механизмов взаимодействия участников ЖЦ изделия, с выявлением рационального соотношения вклада участников проекта в общий интеграционный процесс оценки состояния авиационных изделий в период эксплуатации на основе объединения данных по входимости в задачи управления, по времени их возникновения, по частоте обращения к ним и по внутриадресным связям.

Одним из этапов интеграционного процесса является взаимодействие конструкторов и технологов предприятия путем информационного моделирования конструктивных элементов авиационных изделий для решения различных аналитических задач и разработки директивных и рабочих технологических процессов. С этой целью в работе рассматривается адаптивная система конструкторско-технологической поддержки производства (АС КТПП). Основными элементами АС КТПП в работе определены конструкторско-технологические спецификации изделий, модели задач конструкторского и технологического проектирования, конструкторские и технологические модели изделия (на основе типовых, унифицированных и индивидуальных процессов), модели технологических и производственных систем. Соответствующая этому решению структура унифицированной информационно-коммуникационной среды АС КТПП включает модель изделия (конструкторскую спецификацию), производственную спецификацию (технологическую спецификацию и технологические маршруты), блок формирования технологических решений (модель задачи проектирования, технологическую модель изделия, модель решения).

Интеграция информационных параметров при проектировании технологического процесса в работе рассмотрена с точки зрения технологических операций и технологических переходов, технологических маршрутов.

Концептуально технология изготовления продукции представляет собой систему документированных знаний о технологической системе производства (рис. 2).

Технологическая операция (ТО) с точки зрения документированных знаний информационных параметров технологии (ИПТ) - це-

Рис. 2. Концептуальное представление технологии изготовления продукции

ленаправленное изменение правовой роли состояния или содержания одного или нескольких документированных ИПТ одновременно. Каждая ТО характеризуется непосредственно самой операцией (Ω ^Т ), ее объектом ( θ^ρ ), субъектом ( Σ ^S ), предметом ( Ψ ^u ), результатом (P ^v ), временем (Т). Формально ТО можно представить в виде функции

Q ^T = F ( 9 ^P , E ^S, ¥ u , p ^v , T )

В то же время ТО характеризуется материальными ( М_р ) и трудовыми (Т_р) ресурсами, инструментами ( I_р ) и технологической документацией ( D_р ).

Трудовые ресурсы процесса получения знаний ИПТ характеризуются разработчиками, передающих знания ( Т_ро ), изготовителями, получающими знания ( Т_рП ), специалистами предприятия ( Т_рП ), исполнителями, обеспечивающими процесс обработки, хранения, накопления, визуализации и тиражирования ИПТ ( Т_ро ).

В качестве инструментов получения знаний ИПТ выступают технические средства ( I_рт ), программные средства ( I_рП ), служебная информация (в том числе нормативно-правовая, инструктивнометодическая, договорная) ( I_рИ ).

Технологическая документация включает технологические карты ( D_рК ), маршрутные карты ( D_рМ ), технологические инструкции ( D_рИ ).

Кроме того, на множестве Ω^Т задан определенный набор отношений и операций R (r₁,…,r_n) , включающий:

. отношения эквивалентности ( □ 1 = a St , g 1, σ _Q^t, σ ₁^t, σ _G^t), которые характе- ризуют возможность полного замещения ТО, параллельного выполнения ТО, достижения одинаковых результатов разными технологическими средствами;

. отношения порядка ( σ ₁ ^t ≤ σ _S^t, σ ₁^r<  σ _Q^r), определяющие обязательность последовательности выполнения ТО;

. отношения доминирования ( σ ₁^t >>  σ _S ^t ), устанавливающие предпочтение (превосходство) одних ТО другим.

Каждая реализация конкретного элемента ТО определяется рядом параметров (характеристик):

. идентификатором ( θ _i^p, Σ _i^s, Ψ _i^u, P_i^v, T_i);

. классификационными признаками (k _α ( θ _i ^p ),…, k _γ (T_i)) ;

. показателями технологической документации П_j ( θ _i^p, Σ _i^s, Ψ _i^u, P_i^v, T_i)

Технологический переход (Т_п) — совокупность параметров ТО, обеспечивающих взаимно однозначное соответствие состояний и содержания выходов предшествующей ТО (Ω_w ^r ) и входов последующей ТО (Ω_v ^r+1 ), т.е. Ω_w ^r ↔ Ω_v ^r+1 .

Здесь существенным моментом является достижение всех необходимых видов совместимости: технологической; информационной; программной; технической; организационной; правовой и др.

Прагматическая модель получения знаний ИПТ учитывает ценность (полезность) знаний с точки зрения их источника (разработчика) и приемника (изготовителя), а также интегральной ценности (полезности) этих знаний для АС КТПП, в состав которой входят источник и приемник.

Для реализации прагматической модели оценки знаний ИПТ в работе предложена методика оценки выгод от свойств адаптации модели совокупной стоимости владения (Total Cost of Ownership — TCO) с учетом введения ряда модификаций в целях оценки ее как интеллектуального капитала.

Эффективность применения предлагаемых ИПТ (Е_IR) рассчитывается по формуле

Е IR = V – Z, где V – выгода от применения ИПТ; Z – затраты на внедрение ИПТ. При этом

V= V_IT + I, где V_IT — выгода от применения ИПТ; I — общие инвестиции.

При этом

I = mI₁ + μI₂, где I₁ — расходы на применение ИПТ и соответствующие им инвестиции; I₂ — прирост инвестиций в зависимости от скорости изменения расходов на применение ИПТ и соответствующие им инвестиции, а т и μ — константы, отображающие воздействия на инвестиционные процессы соответственно мультипликатора и акселератора.

В работе отмечено, что задача построения методического, программного и организационного обеспечения АС КТПП, в свою очередь, решается посредством определения состава функционально-управляющих блоков (ФУБ), включающих алгоритмы основных процессов производства изделия. При этом выделяются следующие компоненты: поддержки производ- ственной спецификации изделия, формирование конструкторско-технологических решений (КТР), анализ и контроль исполнения КТР.

Таким образом, предложенная в работе информационная инфраструктура механизма АС КТПП, позволяет обеспечить взаимодействие конструкторов, технологов, специалистов в выработке конструктивно-технологических решений, придать адаптивные свойства процессам проектирования и производства во всей информационно-коммуникационной среде, существенно влияя, при этом, на повышение эффективности и конкурентоспособности производимых изделий.