Повышение эффективности технологической подготовки производства путем создания системы поддержки принятия решений на машиностроительном предприятии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Серебряков, Алексей Александрович

• Серебряков, Алексей Александрович
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Серебряков, Алексей Александрович

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Состояние вопроса

1.2 Анализ разработок, выполняемых в направлении решаемой задачи

1.3 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ

НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ

2.1 Анализ и классификация номенклатуры изготавливаемых деталей на машиностроительном предприятии

2.2 Создание электронного справочника материалов и видов заготовок

2.3 Автоматизация кодирования изделий на машиностроительном предприятии

2.4 Выводы

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПР ТП

3.1 Технологический процесс - как объект проектирования

3.2 Математическое моделирование при проектировании технологических процессов

3.3 Решение задач структурного и параметрического синтеза при проектировании технологических процессов

3.4 Оптимизации принятия технологических решений при проектировании технологических процессов

3.5 Библиотеки технологических решений как инструмент автоматизации проектирования технологических процессов

3.6 Выводы

ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ И НОРМ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

4Л Формализация задачи определения режимов обработки

4.2 Техническое нормирование как критерий технико-экономической оценки технологических процессов

4.3 Автоматизация процесса технического нормирования на машиностроительном предприятии

4.4 Вывод

ГЛАВА 5 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

5.1 Использование системного анализа в процессе принятия решений

5.2 Оперативные задачи, решаемые при технологической подготовки производства

5.3 Создание системы поддержки принятия решений, как инструмента автоматизации задач технологической подготовки производства

5.4 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности технологической подготовки производства путем создания системы поддержки принятия решений на машиностроительном предприятии»

Актуальность темы. Современное машиностроительное предприятие в условиях повышения объемов используемой информации, во все звеньях технологической подготовки производства, стоит перед задачей повышения эффективности её использования при планировании, оптимизации и повышении качества производственных процессов. Решение данной задачи возможно на основе мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, методов имитационного и математического моделирования на базе организации системы поддержки принятия решений, в рамках единого информационного пространства предприятия. Жизнеспособность таких систем, в первую очередь связана с качеством ввода и ведения используемой информации, а, следовательно, непосредственно зависит от степени автоматизации исследуемых процессов.

В соответствии с этим была поставлена актуальная научная задача повышения эффективности технологической подготовки производства путем организации системы поддержки принятия решений в рамках единого информационного пространства машиностроительного предприятия.

Целью данной работы является повышение эффективности технологической подготовки производства путем создания системы поддержки принятия решений, в рамках единого информационного пространства машиностроительного предприятия.

Достижение поставленной цели позволит увеличить качество и эффективность планирования производства, определить потери трудовых и материальных затрат, выявить причины возникающих дефектов и повысить качество выпускаемой продукции.

Научную новизну работы составляет модель системы поддержки принятия решений для технологической подготовки производства, включающая: идентификацию изготавливаемых изделий на основе их классификации и кодирования; библиотеку технологических решений для построения технологических процессов;

- выбор технологического оснащения, режимов обработки и техническое нормирование, как критерия технико-экономической оценки принимаемого варианта технологического процесса.

Практическая значимость работы заключается в разработке методик, алгоритмов и программных средств для повышения эффективности технологической подготовки производства.

Реализация работы. Результаты исследования были использованы при выполнении работ по повышению эффективности технологической подготовки производства на предприятии ОАО «Теплоприбор».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, общероссийских, региональных и вузовских научно-технических конференциях: на 11 научной конференции по математическому моделированию и информатике. «СТАНКИН» - PIMM РАН, 2008г.;

- на международной научной конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии», г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007г.;

- на международной научной конференции «Производство. Технология. Экология.», г. Москва, 2006 г., 2007 г.;

- на научном симпозиуме «Неделя горняка - 2006»,г. Москва,2006г;

- на 4-ой международной конференции «Авиация и космонавтика - 2005», секция «Управление качеством», г. Москва, МАИ, 2005 г.;

- на международном научно-техническом семинаре «Конкурентоспособность машиностроительной продукции и производств», г. Москва, ИЦ МГТУ«Станкин», 2005г.;

- на VIII научной конференции по математическому моделированию и информатики. МГТУ «Станкин» - ИММ РАН. 2005 г.;

- на международной научно - практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова , 2005 г;

- на межвузовской научно - технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов, г. Рязань, МГОУ, 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ включая статьи в ведущих технических журналах издательства «Машиностроение».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста и содержит 51 рисунок и 13 таблиц и 76 приложений.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Серебряков, Алексей Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В диссертационной работе решена актуальная научная задача повышения эффективности технологической подготовки производства путем создания системы поддержки принятия решений в рамках единого информационного пространства машиностроительного предприятия, которая включает:

- идентификацию изготавливаемых изделий, включая их материал и виды заготовок, на основе классификации и кодирования; библиотеку технологических решений, используемую для автоматизированного построения технологических процессов;

- выбор технологического оснащения, режимов обработки и техническое нормирование, как критерия технико-экономической оценки принимаемого варианта технологического процесса.

2. Разработанная системная классификация деталей, основанная на их служебном назначении, конструкторско-технологическим признакам, учитывающим применяемые материалы и методы получения заготовок, позволила создать на предприятии ОАО «Теплоприбор» автоматизированную систему кодирования деталей, выбираемого для них материала и заготовок.

3. Созданная в рамках машиностроительного предприятия система поддержки ■ принятия решений, представляет собой совокупность математических моделей и алгоритмов, обеспечивающих формирование оптимальных технологических решений на основе задач структурного и параметрического синтеза, решаемых при проектировании технологических' процессов.

4. Разработанная методология создания библиотеки технологических решений и ее элементов, организованных на уровне технологической операции, реализована на базе интегрированных программных комплексов, что позволяет сократить сроки и снизить затраты на создание сложных информационно-программных систем.

5. Использование разработанного комплекса мини-САПР трудового нормирования в интегрированном режиме работы с САПР ТП «Т-FLEX Технология» обеспечивает построение элементов библиотеки технологических решений, что позволяет на 67% сократить трудоемкость расчетно-аналитических работ, выполняемых отделом технического нормирования и учета машиностроительного предприятия.

6. Разработанные математические модели обеспечивают создание необходимого документооборота для формирования автоматизированных выходных аналитических отчетов системы поддержки принятия решений, используемых при технологической подготовке производства.

7. Практическое использование созданной системы поддержки принятия решений позволяет повысить качество и эффективность планирования производства, выявить трудовые и материальные резервы, что обеспечивает повышение эффективности производства, устранение дефектов и сокращение издержек, результатом этого является снижение себестоимости, повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Годовой экономический эффект от внедрения системы составляет 427 тыс. руб.

134

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Серебряков, Алексей Александрович, 2008 год

1. Автоматизированное проектирование технологических процессов в машиностроении/В.С. Корсаков, Н.М. Капустин, К.-Х. Темпельгоф, X. Лихтенберг; Под общ. ред. Н.М. Капустина. М. : Машиностроение, 1985. -304 е., ил.;

2. Адаптивное управление технологическими процессами/ Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П.Протопопов и др. М.: Машиностроение, 1980 - 536с.;

3. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. 358с.;

4. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения. В 2-хкн. М.: Машиностроение, 1982. Кн.1. 283с.; Кн.2. 269с.;

5. Барбашов Ф.А. Фрезерное дело. Учебное пособие для сред, проф.- техн. училищ.Изд. 2-е М., «Высшая школа», 1975;

6. Белькевич Б.А., Тимашков В.Д. Справочное пособие технолога машиностроительного завода. Мн., «Беларусь», 1972;

7. Бойцов В. В. Автоматизация технологической подготовки производства. М.: Машиностроение, 1982. 330 е.;

8. Вороненко В.П., Соломенцев Ю.М., Схиртладзе А.Г. Проектирование машиностроительного производства. 3 изд., под редакцией Ю.М. Соломенцева, Учебник, М.: Дрофа, 2007. -384 е.;

9. ГОСТ 2.102-68. ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов;

10. ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения;

11. П.Горанский Г. К., Бендерова Э. И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение, 1981.-455с.;

12. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборост. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1985. - З04.с., ил;

13. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев B.JI. Технология машиностроения. Учебник для вузов. Изд. 2-е, доп. М.: Высшая школа, 1976.- 534 стр.;

14. Н.Комаров Ю.Ю. Технико-экономический анализ и оптимизация вариантов технологических решений с использование ЭВМ: Учебное пособие. М. МАИ, 1988.-76с.;

15. Ковшов А.Н.Технология машиностроения: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. — М.: Машиностроение, 1987.320 е.: ил.;

16. Кузьмин В.В., Схиртладзе А.Г. Математическое моделирование технологических процессов сборки и механической обработки изделий машиностроения. Учебное пособие для вузов, «Высшая школа», 2008. — 297с.;

17. Ларичев О.И., Петровский А.Б. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы развития. // Итоги науки и техники. Серия Техническая кибернетика. М. ВИНИТИ, 1987. т.21, с.131-164.;

18. Л.И. Зильбербург, В.И. Молочник, Е.И. Яблочников. Реинжиниринг и автоматизация технологической подготовки производства в машиностроении. СПб: «Компьютербург», 2003. 152 с. ил.;

19. Мазур И. И. Управление качеством: учеб.пособие для студентов и вузов, обучающихся по специальности «Упр. качеством» / И.И.Мазур, В.Д.Шапиро.-4-е изд., стер. Москва: Омега-Л,2007.- 400с.;

20. Марка Д., Мак-Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. / Пер. с англ.; М.: «Метатехнология», 1993. 240 е.;

21. Марочник сталей и сплавов.2-е изд., доп. и испр./А.С.Зубченко, Ю.В.Каширский и др. Под общей ред. А.С.Зубченко М.Машиностроение, 2003. - 784 с.:ил.;

22. Миловзоров О., Давыдов А., Павлов А. и др. Комплексы мини-САПР нормирования как средство создания САРР полностью адаптированной к конкретному производству // САПР и графика 10"2007.- с.70-75;

23. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. М: Наука, 1981.- 488с.;

24. Нормирование расхода материальных ресурсов в машиностроении: Справочник: в 2т. Т. 2/Г М. Покарев, А.А. Зайцев, О.В.Карасев и др.;Под общей ред. Г.М. Покараева и др.-М. Машиностроение, 1988- 448 е.: ил.;

25. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного при работе на металлорежущих станках. Мелкосерийное и единичное производство. М.: Машиностроение, 1974.- 415с.;

26. Основы автоматизации машиностроительного производства. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов, Ю.М. Соломенцев, Н.М. Султан -Заде, А.Г. Схиртладзе. М.: Высшая школа, 2001. 309 е.;

27. Пивоваров К.В. Планирование на предприятии: Учебное пособие.- 2-е издание.- М.:2005-232 е.;

28. Проектирование автоматизированных участков и цехов. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. В.П. Вороненко, В.А Егоров, М.Г. Косов, Д.Р.Попов, Н.М. Султан-Заде, А.Г. Схиртладзе М.: «Высшая школа», 2000. - 272 е.;

29. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных вузов. Н.М Баранчукова, А.А. Гусев, Ю.Б. Краморенко, В.Ю. Новиков, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе, В.А. Тимирязев-М.: Высшая школа, 1999. 416 е.;

30. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л.Гуревич, М.В.Горохов, В.И.Захаров и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. - 240 е., ил.;

31. САПР технологических процессов. Кондаков А.И. Высшее профессиональное образование. М.: Машиностроение, 2008. - 272с;

32. САПР в технологии машиностроения: Учеб. пособие/В.Г. Митрофанов, О.Н. Калачев, А.Г. Схиртладзе и др. Ярославль; Ярославский государственный технический университет, 1995. - 298 е.;

33. Сараев А. Д., Щербина О.А. Системный анализ и современные информационные технологии //Труды Крымской Академии наук. -Симферополь: СОНАТ, 2006. с. 47-59;

34. Серебряков А.А. Библиотека технологических решений как инструмент автоматизации технологической подготовки производства // САПР и графика 5V2008. 70-74 е.;

35. Серебряков А.А. Технологический документооборот, как часть системы управления технической документацией. Труды меж. научной конф. «Производство. Технология. Экология.», т. 2, МГТУ «СТАНКИН», 2007 г., с. 357-360;

36. Серебряков А.А. Проектирование технологических процессов в диалоге с ЭВМ при использовании конструктивно технологических прототипов. Труды меж. научной конф. «Научные исследования, наносистемы.», БГТУ им. В.Г. Шухова, ч. 9, 2007г. - с.224-226;

37. Серебряков А.А., Тимирязев В.А. Автоматизация процесса экономического прогнозирования на машиностроительном предприятии. Сборник докладов 11 научной конф. по математическому моделированию и информатике. «СТАНКИН» ИММ РАН, 2008г., с. 260-262;

38. Серебряков А.А., Миловзоров О.В. Автоматизация процесса проектирования ТП на ОАО «Теплоприбор». Материалы межвузовской научно — технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов. Рязань, МГОУ, 2004 г. с. 23-27;

39. Серебряков А.А., Комаров Ю.Ю. Проектирование индивидуальныхтехнологических процессов с использованием САПР ТП. Международная »научно практическая конференция «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии». БГТУ им.

40. B.Г. Шухова , 2005 г.- с.32-35;

41. Серебряков А.А., В.У. Мнакацанян. Проектирование качественных технологических процессов с помощью ЭВМ. Тезисы докл. 4-ой межд. конференции «Авиация и космонавтика 2005», секция «Управление качеством», МАИ октября 2005 г.- с. 19-20;

42. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов. Учебник для вузов/

43. C.Н.Корчак, А.А.Кошин, Ф.Г.Ракович, Б.И.Синицын; Под общ. ред. С.Н.Корчака. -М.: Машиностроение, 1988. 352 е.;

44. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Павлов В.В., Рыбаков А.В. Информационно-вычислительные системы в машиностроении. CALS — технологии. -М.: Наука, 2003.- 292 е.;

45. Соломенцев Ю.М., Сосонкин B.JI. Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988.-352 е.;

46. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985,- 656 е., ил.;

47. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/, Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1985.- 496 е., ил.;

48. Справочник металлиста. В 5-и т. Т.2 Под ред. А.Г.Рахштадта и В.А. Брострема. М., «Машиностроение», 1976.-720 с. ил.;

49. США: современные методы управления Авт. кол.: Арбатов Г.А., Мильнер Б.З., Евенко Л.И. и др. Отв. ред. Мильнер Б.З. М., Наука, 1971, 334 е.;

50. Теория автоматического управления. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. Брюханов В.Н., Косов М.Г, Протопопов С.П., Соломенцев Ю.М., Султан-Заде Н.М., Схиртладзе А.Г. М.: «Высшая школа», 2000.- 268с.;

51. Технологические основы гибких производственных систем. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. Медведев В.А., Вороненко В.П., Брюханов В.Н., Митрофанов В.Г., Червяков Л.М. Схиртладзе А.Г. М.: «Высшая школа», 2000. 255с.;

52. Технологическое оборудование машиностроительных производств. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. А.Г. Схиртладзе, В.Ю. Новиков.- М.: Высшая школа, 2002. 407 е.;

53. Технология машиностроения. Лебедев Л.В., Мнацаканян В.У., Схиртладзе А.Г. и др. Учебник для вузов М.: Академия, 2006 487 е.;

54. Тимирязев В.А., Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Островский М.С. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении. Учебное пособие для вузов, «Высшая школа», 2007. 271с;

55. Федотов А.В. Автоматизация управления в производственных системах. Учеб. Пособие. Омск. Изд-во ОмГТУ,2001. 368 е.;

56. Haettenschwiler P. Neues anwenderfreundliches Konzept der Entscheidungs -unterstutzung. Gutes Entscheiden in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. Zurich: Hochschulverlag AG, 1999. S. 189-208;

57. Marakas G. M. Decision support systems in the twenty-first century. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 1999;

58. Power D.J. A Brief History of Decision Support Systems. DSSResources.COM, World Wide Web, http://DSSResources.COM/history/dsshistory.html, version 2.8, May 31, 2003;

59. Power D. J. "What is a DSS?" // The On-Line Executive Journal for Data-Intensive Decision Support, 1997. v. 1. - N3;

60. Turban, E. Decision support and expert systems: management support systems. -Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1995. — 887 p.

61. Автоматиз иро ванная система ИТЦО1. Нормочасыпотех. процессу1. Требования рынка1. Автоматизированнаясистема Бухгалтерского учетаОидаирии 1,1,1 U МЛ» I.

62. Данные о производстве (в аспекте бух. и складов)1. Обеспечениеподдержкирешений

63. Тех. процесс и конструкторская документация (с вариантами замены)

64. А втоматиз ированная система "Производство"О' л. -■

65. Данные для анализа (бух, кадры)

66. Данные для анализа (производство и склады)

67. Система поддержки принятия решений

68. Укрупненная схема автоматизированной системы управления предприятием ОАО «Теплоприбор»

69. AroorooiBtposffiKU система ОГК CAD/CAE/PDM1. О 1

70. ОС ДОДЯОЖНОСТИ 1фОИЗгОДСТЕ4прибора v СхрумурищИбор*. дмч1. Обеспечениеподдерзиасрешщии

71. ОС iozmc жкосшпраиззодстгаприбора1. Опробирование телояогии

72. Алтомкппвф oi анная октета опытного 1фО®ПЕОДСГЕ41. О PDM з

73. Ввртнгы замены техлроцесса1. Спецификация техлровдсса1. Спецификация прибора1. Нормочасыпо тех. процессу

74. Тех. процесс и южарукгорская документация (с вариантами золены)Ю