Процедура определения показателей научно-технического уровня процессов периодических испытаний механических приводов самолетов

вается уровень экономических и научно-технических характеристик, которые отображают степень соответствия оцениваемой системы поставленным задачам функционирования. Показатель научно-технического уровня (НТУ) является интегрированной мерой оценки:

• -    экономического потенциала системы;

• -    охвата автоматизацией задач управления;

• -    использования трудовых ресурсов;

• -    качества процесса испытаний.

Основными целями оценки НТУ являются:

• -    оценка эффективности функционирования испытательного оборудования с внедрением СВТ;

• -    определения направлений дальнейшего развития производственно-технологических процессов САПР испытаний.

Показатель НТУ по своей структуре является многоуровневой скалярной сверткой параметров, определяющих свойства отдельных классов элементов объекта проектирования и внедрения, то есть средств вычислительной техники (СВТ) в проектировании процессов управления испытаниями.

При оценке НТУ на стадии внедрения и функционирования САПР процессов испытаний может быть исследован показатель оценки временных и материальных затрат на создание системы. Оценка НТУ, как мера эффективности создаваемых систем, имеет большое значение для планирования и управления разработкой и внедрением САПР процессов испытаний в условиях индустриализации методов их создания. Общее назначение оценки научно-технического уровня процессов испытаний с использованием САПР заключается в определении соответствия технических и экономических показателей оцениваемой системы современным достижениям науки и техники, и потребностям промышленности.

Для оценки НТУ процессов испытаний в условиях функционирования САПР необходимо выбрать номенклатуру частных показателей НТУ, которые удовлетворяют следующим требованиям:

• -    каждый показатель должен характеризовать совокупность элементов, от которых зависит уровень САПР процессов испытаний, а совокупность показателей должна характеризовать уровень САПР процессов испытаний в целом, который, в свою очередь, должен быть чувствительным к изменению каждого показателя;

• -    каждый показатель должен содержать количественную оценку;

• -    число показателей должно быть ограничено для обеспечения их сбора и обработки достаточно простыми и нетрудоемкими способами;

• -    для измерения значений показателей должна быть использована безразмерная шкала;

• -    показатели НТУ должны стимулировать применение наиболее перспективных элементов САПР процессов испытаний.

Исходя из указанных требований, предлагаются процедуры определения НТУ процессов испытаний с использованием САПР с максимальным приближением к существующей “Временной методике определения научно-технического уровня автоматизированных систем управления производственными объединениями и предприятиями” [1] и учитываются специфические для САПР процессов испытаний структурные элементы и показатели. Для того чтобы произвести выбор наиболее эффективных показателей оценки НТУ для процессов испытаний в условиях функционирования САПР, необходимо учитывать требования по ограничению числа показателей с целью обеспечения их сбора и обработки наиболее простыми способами. Тогда для упрощения обработки показателей следует применить следующие оценочные показатели:

• -    экономического уровня У_Э ;

• -    системотехнического уровня У_С ;

• -    уровня охвата автоматизацией задач управления У_ЗА ;

• -    уровня использования трудовых ресурсов и качества процесса У_ИК .

Исходя из требований количественной оценки показателей НТУ и использования безразмерной шкалы, здесь рассматривается определение значений показателей. Под оценкой НТУ САПР процессов испытаний понимается количественная оценка, предназначенная для принятия решений на разных этапах разработки, внедрения и функционирования системы и обеспечения возможности получения оценки на любой стадии создания САПР процессов испытаний, быстроту вычисления показателя уровня и возможность сравнения различных вариантов создания системы.

Показатель оценки уровня САПР процессов испытаний, выражаемый в баллах, получается в результате определения показателя системотехнического уровня путем последовательного суммирования балльных оценок - факторов, взятых с соответствующими весами, умножения его на показатель, оценивающий экономический уровень, и суммирования с показателями уровня охвата автоматизацией задач управления, уровня использования трудовых ресурсов и уровня качества продукции. Аналитически показатель НТУ процессов испытаний в условиях функционирования САПР представляется формулой:

У САПР исп. = K ЭС ·У Э ·У С + K ЗА ·У ЗА + K ИК ·У ИК . (1)

Значения нормирующих коэффициентов (К) согласно “Временной методики определения НТУ автоматизированных систем управления производственными объединениями и предприятиями” принимаются следующие:

K ЭС +0,1K ЗА +0,1K ИК = 1; K ЭС = 0,4; K ЗА =K ИК =3 .

Они нормируют шкалы балльных оценок экономического и системотехнического уровня (K_ЭС), уровня охвата задач управления (K_ЗА) и уровня использования ресурсов (K_ИК).

Экономический показатель уровня САПР процессов испытаний определяется по формуле:

У_Э = (Т_Н/Т)^1/3 ,             (2)

где Т_Н – нормативный срок окупаемости;

Т – срок окупаемости рассматриваемой системы.

Системотехнический показатель уровня системы, отражающий качество общесистемной технической документации, комплекса технических средств и методологию проектирования, определяется по формуле:

у_с = уру ,             (3)

где P_j – весовые коэффициенты важности показателей У₁, У₂, У₃, У₄ общесистемной технической документации для оценки НТУ САПР разных типов технологических процессов.

Значения P_j в зависимости от типа технологического процесса приведены в табл. 1.

Показатели уровня общесистемной технической документации определяются эмпирическими формулами:

У = У „,У Р, • У '

• 1    П 1          1 i 1 i

у = у Ур .у

• 2    П П 2 Д¹ 2 i    2 i

• 3    П П 3 Д¹ 3 i 3 i ,

Значения P_1i, P_2i, P_3i, отражающие веса влияния основных факторов общесистемной техни-

Таблица 1. Характеристика технологического процесса

Тип технологического процесса	Общесистем ная техническая документация			Комплекс технических средств (техническое обеспечение) Р 4
	Информационновычислительные функции Р 1	Управляющие функции Р 2	Информационное обеспечение и средств а программирования Р 3
Непрерывный с непрерывным потоком материалов и энергии	0,2	0,3	0,2	0,3
Непрерывный с прерывистыми потоками материалов и энергии	0,2	0,2	0,2	0,4
Прерывистый с непрерывными потоками материалов и энергии	0,2	0,2	0,1	0,5

Таблица 2. Факторы видов обеспечения P_1i, P_2i, P_3i , P_4i

Вид обеспечения Факторы видов обеспечения i 1 2 3 4 5 Общесистемная техническая доку -ментация P1i 0,3 0,2 0,2 0,1 0,2 P2i 0,4 0,3 0,3 - - P3i 0,6 0,4 - - - Комплекс технических средств (техническое обеспечение) P4i 0,2 0,3 0,2 0,3 - ческой документации на уровень САПР процессов испытаний, определяются по табл. 2.

Значения У_П1, У_П2, У_П3 определяются по табл. 3 в зависимости от принятой методики проектирования технической документации САПР процессов испытаний.

Показатель комплекса технических средств определяется по эмпирической формуле вида:

У 4 =У П4 Σ Р 4i ·У 4i .                (5)

Значение У_П4 определяется по таблице 3, а значения Р_4i, отражающие веса влияния основных факторов комплекса технических средств на уровень САПР процессов испытаний – по табл. 2.

Показатель уровня охвата автоматизацией задач управления определяется по формуле:

У ЗА = N а / N СТ ,                 (6)

где N_а – число задач управления решаемых автоматизированным способом;

N_СТ – число задач, которые принципиально возможно автоматизировать для данного типа технологического процесса (испытаний).

Показатель уровня использования трудовых ресурсов:

У_ИТР = 1 – К₁ ,                (7)

где K₁ – коэффициент трудоемкости продукции в условиях САПР технологических процессов испытаний.

У_ИТР является безразмерным показателем с численным значением не более 1.

Шкалы балльных оценок и таблицы весов, используемые для оценки НТУ САПР испытаний, соответствуют “Временной методике определения НТУ АСУ объединений и предприятий” [1]. Данные получены методом экспертных оценок испытаний и приведены в виде схемы образования показателя уровня САПР процессов испытаний на рис. 1, 2, 3, 4, 5, 6.

В описании процедур применены качественные и количественные шкалы бальных оценок. При отнесении фактора к определенной градации возможны два случая:

• 1)    все значения некоторого фактора для разных частей оцениваемой САПР процессов испытаний относятся к одной и той же градации (например, все задачи программируются на алгоритмических языках), при этом данный фактор относится к этой же градации;

• 2)    все значения некоторого фактора для

Таблица 3. Рекомендуемые значения показателей У_П1, У_П2, У_П3, У_П4

Автоматизированное проектирование	Проектирование на базе ТПР (типовое проектное решение)	Проектирование в соответствии (РТМ) при наличии прототипов	Проектирование индивидуального объекта
1,0	0,8	0,7	0,6

Общесистемная техническая документация				Комплекс технических средств(техническое обеспечение)
Информационновычислительные функции	У правляюшие функции	И нЦырм ацион ное обеспеченно и средства программирования
У1 = Ущ,^^м ^^ Уз = Уги • Рд?‘Уд/ Р?			Уз =Уп8*^^а» ‘Уу Р'	y<=y»-^«-yv Рз

Методология проектирования У-
Автоматизпрованное проектирование L0	11р(юпирование на базе типовых простггттых решении ' (ТПР) 0.8	11р<1екгированив в соответствии с руководяшими методическими матсриатамм (прототипами) 0,7	НИР и оригинальное простпиропапис «■6

У

у

Рис. 1. Структурная схема образования показателей САПР процессов испытаний изделий: а) показателя уровня У_{САПРпр.исп.}; б) систематического уровня У_сист.

разных частей оцениваемой САПР процессов испытаний относятся к различным градациям, в этом случае фактор по оцениваемой САПР процессов испытаний в целом относится к той градации, к которой принадлежит наибольшее число частей САПР процессов испытаний.

Устойчивость системы определяется степенью резервирования основных частей комплекса технических средств (КТС). В случае если автоматизированные функции резервируются средствами автоматизации или САПР процессов испытаний, устойчивость системы считается наиболее высокой. При резервировании автоматизированных функций за счет персонала показатель устойчивости снижается.

Уровень САПР процессов испытаний в существенной мере определяется информационной мощностью применяемых СВТ и ЭВМ предпри-

Общесис 15ивяя доку неитация

Управляющие функции

;           У1=у«-Ул

Д-У*

1

Сбар и обработки информации у.,

Ри^ч» Mioica-iuTe>refi ПОДГОТОВКЕ информации

Kon no, in и рсгистрадая параметров У is

Апаш.', ДНЛГЖК ШКЛ II прогнозирование СйСТиЯНТГЙ V].

О.иСражсшш инфирк шим и выпогненни прптсс.^’р ^5

СиПЙШ-ГШШЯ состояний unlive рж технолопгчо-С-КОК) пронесся н технолог, обору довапия

ш

Подготовка информации дин иышес таящих тг смежных с и сю г; и уровней тгн формант л г

10

Кинпс-Ь и рсгистрздш: илсдоиешй napiMcrpcn процесса и ссс r>jnnii ODO|V/JORa- Н1М иг 21UMLL1LL4

1:)

/(naiHacn^xi-ваписи ПрЗГПОЗИрОЕД тис состояний комплексов технических средств С АПГ .1спы1днкй

$

^ыполнеш:е п|»цедур ак.иммзнчсс-к<ч о обмена информапиат fi С КЫ11ИХ Н1- 5ПЩМ1 И смежными си: к маки управления

КОСВСННЧТО 1ГЛ1^)СНЛЯ на pave ров п]к>тгесса и 2ССГСЯПМЯ технолог. оСх>рудов<1ИИЯ

5

Расны LtXI И1ХО- -ЖС<Х)МИЧеС-КЕХИ , жсплуаташзт-анных iKiKiwavtiieM техиоясчичес кою процесса л рийечы техно лспгчос кого оборудования

5

^гпоегтка и |[р01Н031ЦХ)У/.;-ине технилопггеск ого процесса и UOLTIVHLL-ILL техно лснгчос-■<ОГО ОХ1}ТД<1ПС1ТЛТ1

8

РйГИСГ^ЩИЯ па^метрсп тсхпспотичс СКОРО i ip>r(CLxa; состояний

5

(>ие]Х1Ппз1ке и рекомепда-ций ведения гехножчи- 5 ческою щзоцсоса и улршск'шы тсхнолога- ГОСЪР'М ссоруловкий ем Г]1м,^ции г;.

Ссор» перчи чипы и3pWD 1'Kil и хранение технической и техно ле пг- ческоЛ информации

3

ItiXlIDTOIHHC скою оборч деиа-шыи pcsy.ihiaiiiK расчетов

Анллтв срабатывания блокировок и загпш тех:толснтчес-хото оборудования

5

Градации

Градация

У.-

Градащш

у;,

1 ропалии

Рис. 2. Схема образования показателя информационно-вычислительной функции У₁

ятия в частности, ее приспособленностью к изменениям, составом общего математического обеспечения. При разнотипных СВТ показатель уровня КТС определяется наиболее совершенным устройством из них.

При локальном решении задач на ЭВМ вся необходимая информация (исходные показатели, нормативы, программы испытаний и тому подобное) подготавливается для каждой задачи отдельно. При наличии единой нормативной базы данных нормативы содержатся в массивах для решения всего комплекса задач. В случаях, когда система программирования неоднородна по составу, то есть ее части относятся к различным градациям, следует определить, к какой градации относятся важнейшие для САПР процессов испытаний части математического обеспечения.

При разработке проекта процесса испытаний на базе любого метода: САПР, ТПР, РТМ, проектировании индивидуального объекта могут разрабатываться отдельные решения, являющиеся основой

Общесистемная документация

Управля ющие функции

Вид регулирования У 21				—	Средства программирования			—	Оптимальное управление У 23
Многосвязное моделирование	10				Операционные системы	10			Оптимальное управление технологическим объектом в целом с адаптацией системы управления	10
				—►				—►
Каскадное регулирование	5				Алгоритмические языки	5
									Оптимальное управление неустановившимися режимами технологического процесса и работы оборудования	8
Регулирование отдельных параметров процесса	3				Машинные команды	2
									Оптимальное управление установившимися режимами технологического процесса и работы оборудования	2
Градации	У 21				Градации	У22

Рис. 3. Схема образования показателя управляющей функции У₂

для создания РТМ, ТПР или элементов автоматизации проектирования. В этом случае оценка методов проектирования принимается с коэффициентом 1,2. Тогда, при использовании САПР процессов испытаний, например, на базе РТМ с созданием отдельных ТПР оценка будет 1,2•0,7=0,84.

Далее с использованием временной методики ЗАО “Авиастар-СП” приведем сравнительную оценку внедрения СВТ в производственно-технологический процесс периодических испытаний (табл. 4).

Результаты определения показателей сведены в табл. 4. По результатам формирования процедур оп- ределения показателей научно-технического уровня разработок и на основании данных таблиц, проведем расчет НТУ по ЗАО “Авиастар-СП” до внедрения и после внедрения разработок по использованию САПР (CASIUS) в производственно-технологических процессах ресурсных испытаний механизмов самолета:

до внедрения СВТ:

У₁=0•(0,3•3+0,2•5+0,2•10+0,1•0+0,2•0)=0 , P₁=0,2 ,

P₁•У₁=0 .

У₂=0,6•(0,4•3+0,3•5+0,3•5)=2,52 ,

Общесистемная документация
Информационное обеспечение и средства программирования
V — V . 1 P . V - 3 — упз / r3i y3i	P 3

Информационноеобеспечение У 31

Средства программирования У 32

С единой информационной базой	10
С единым нормативным хозяйством	5
Локальное решение задач	3
Градации	У 31

Операционные системы	10
Алгоритмические языки	5
Машинные команды	2
Градации	У 32

Рис. 4. Схема образования показателя управляющей функции У₃

P₂=0,2 ,

P₂•У₂=0,2•2,52=0,504 .

• У ₃=0, т.к. У_П3=0 .

• У ₄=0,6•(0,2•2+0,3•5+0,2•5)=1,54 ,

P₄=0,4 ,

P4•У4=0,4•1,54=0,616.

УС = Е Pj • Уj = 0 + 0,504 + 0 + 0,616 = 1,120. j=1

после внедрения СВТ:

У1=0,6•(0,3•10+0,2•10+0,2•10+0,1•5+0,2•5)=5,10,

P₁=0,2 ,

P₁•У₁=1,02 .

• У ₂=0,6•(0,4•5+0,3•10+0,3•8)=4,44 ,

P2=0,2,

P₂•У₂=0,2•4,44=0,888 .

• У ₃=0,6•(0,6•5+0,4•10)=4,2 ,

P₃=0,2 ,

P₃•У₃=0,2•4,2=0,84 .

• У ₄=0,6•(0,2•2+0,3•8+0,2•5)=2,28 .

P₄=0,4 ,

P₄•У₄=0,4•2,28=0,912 .

У С = E Pj • У = 1,02 + 0,888 + 0,84 + 0,912 = 3,66.

j = 1

Таким образом, численные значения показателя НТУ с использованием САПР процессов испытаний выглядят вполне реально в соответ- ствии с техническим состоянием предприятия:

• а)    до внедрения СВТ – У_САПР=

=0,4•1•1,120+3•0,3+3•0=1,348 ;

• б)    после внедрения СВТ – У_{САПР/CASIUS}

=0,4•1•3,66+3•0,3+3•0,25=2,614 .