Разработка информационно-математической модели функционирования предприятия на основе PLM-системы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Уваров, Николай Иванович

• Уваров, Николай Иванович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Уваров, Николай Иванович

Введение.

ГЛАВА I. СПЕЦИФИКА ОРГАНИЗАЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1. Организационное обеспечение существующих информационных технологий (ИТ).

1.2. Преимущества и недостатки ИТ.

1.3. Информационная система управления предприятием.

1.4. Концепция PLM.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И ВЫБОР ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ИС

2.1. Сравнительный анализ современных концепций информационных технологий.

2.2. Концепции MRP, MRPII, ERP.

2.2.1. Прогнозирование экономических процессов.

2.2.2. Управление проектами и программами.

2.2.3. Планирование производства и составление графика выпуска продукции.

2.2.4. Планирование потребностей в ресурсах.

2.3. Сравнительный анализ методологии описание бизнес-процессов и выбор CASE-средства для создания ИС.

2.3.1. Оперативное управление производством.

2.3.2. Описание нотации AR1S еЕРС.

2.3.3. Описание нотаций IDEFO, IDEF3.

2.3.4. Описание нотации DFD (Data Flow Diagramming).

2.3.5. Сравнение методологии DFD и SADT.

2.4. Сравнение методологии ARIS и IDEF.

2.4.1. Функциональные возможности продуктов ARIS и BPWin.

2.4.2. Рекомендации по применению систем в зависимости от типовых задач.

2.4.3. Описание CASE-средства ERWin.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ОБОБЩЁННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

3.1. Оценка состояния технических систем.

3.2. Пространство признаков и его распределение на области, отвечающие образам.

3.3. Меры близости.

3.4. Обобщённая математическая модель ИС предприятия.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ЦЕХА НАУКОЁМКОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Составление общей схемы взаимодействия подразделений внутри цеха и связи с другими подразделениями.

4.2. Формализация производства на участке РТИ на примере отдельной детали.

4.3. Составление инфологической модели.

4.4. Информационно-математическая модель оценки поэтапного состояния реального производства.

4.5. Материально-технический поток на участке РТИ.

4.6. Информационный поток на участке РТИ.

4.7. Описание пакета программ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка информационно-математической модели функционирования предприятия на основе PLM-системы»

Актуальность проблемы. Актуальность внедрения информационных технологий (ИТ) в организации наукоемкого производства по всему жизненному циклу изделий (ЖЦИ), в частности, в авиастроении, состоит в необходимости повышения конкурентоспособности и оперативности управления. Эффективность от внедрения ИТ возможна только тогда, когда формируется такая система организационных мероприятий, при которой в работу вовлечены все участники ЖЦИ.

В настоящее время требуется единый подход к построению и внедрению ИТ, в виду того, что для этого имеются лишь разработки программно-аппаратных комплексов (ПАК) в двух направлениях. Первое - система управления инженерными данными (PDM) и система управления ресурсами и производственными процессами (ERP), которые не связаны между собой. Это обусловлено различием между PDM и ERP, состоящее в том, что PDM-система фокусируется на определении инженерных данных изделия, а ERP-система - на управлении производственными процессами, не связанными в едином информационном пространстве (ЕИП). Свободной от этих недостатков может быть развертывание на такой интегрированной ИТ, какой является PLM-система, набора взаимосвязанных решений всех участников ЖЦИ с возможностью объединения PDM и ERP-систем и организации единой системы.

Система PLM позволяет создать ЕИП по всему ЖЦИ, в котором актуальные сведения доступны всем заинтересованным участникам проекта.

В работе рассматриваются вопросы построения интегрированной информационно-математической модели промышленного предприятия с обеспечением взаимосвязи работы с ПАК в ИИС всех участников ЖЦИ. Предлагаемая система предусматривает комплексное решение следующих задач:

1. Обеспечение обмена данными между конструкторскими, технологическими, управленческими и другими службами.

2. Оперативный перевод бумажной документации в электронный вид, позволяющей получить данные специалистам разного уровня и квалификации при работе над проектом. Благодаря этому проект становится «открытым» для всех функциональных подразделений.

3. Обеспечение совместимости с различными корпоративными системами, а так же поддерживать интеграцию с решениями компаний-поставщиков и заказчиков предприятия.

Цель работы: разработка информационно-математической модели оценки состояния предприятия на основе информационных параметров интегрированной информационной системы (ИИС) производства.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

• исследование и формализация существующей информационной системы предприятия;

• построение структурно-функциональных схем подразделений производства (формализация функциональных связей) с целью использования математических методов для представления информации в виде, удовлетворяющем запросам специалистов разного уровня и квалификации;

• разработка и исследование принципов построения ИИС на примере участка цеха;

• разработка математической информационной системы (ИС) подразделения предприятия с оценкой функционирования;

• разработка рекомендаций для построения ИИС предприятия.

Методы исследований и разработки ИТ. При выполнении диссертационной работы использовались:

• системный подход;

• логические и аналитические методы анализа и синтеза систем;

• структурно-аналитический подход с использованием методов дискретной математики;

• структурно-функциональные методы построения систем;

• методы принятия решений.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Обоснован выбор структуры ИС предприятия, как PLM-системы.

2. На системном уровне построена и исследована обобщенная структурно-функциональная схема производства на примере цеха, включающая информационные потоки, последовательного инициирования структурных подразделений и слежения за этапами ЖЦИ во времени, с возможностью расширения результатов работ к построению аналогичных подсистем участников ЖЦИ и ИС предприятия в целом.

3. На основе установленных причинно-следственных связей между информационными элементами ИС построена математическая модель ИС с оценкой состояния этапов ЖЦИ в режиме реального (дискретного) времени и функционирования за заданный интервал времени.

4. На основе полученных результатов даны рекомендации к построению ИС на основе идеологии PLM-систем.

Основные положения, выносимые на защиту:

• теоретически обоснованы принципы построения ИС на основе идеологии PLM-систем;

• математическая модель оценки состояния этапов ЖЦИ в режиме реального (дискретного) времени;

• методика графического отображения результатов функционирования предприятия и его подразделений в электронном виде с отслеживанием событий в режиме реального времени;

• рекомендации к формированию достаточности ПАК идеологии PLM-систем.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием предлагаемой системы при внедрении элементов ПАК в идеологии PLM-систем.

Практическая значимость и реализация. На основе логических исследований и разработок были:

• разработаны методики и инструкции построения ИИС в идеологии PLM-систем;

• сформированы требования к построению ИИС предприятия на основе проведенного анализа существующей ИС;

• построена структурно-функциональная схема взаимодействия подразделений ОАО «КнААПО» с реализацией предложенной математической модели обработки и представления информации и управления процессом производства с элементами формализованного документооборота;

• внедрены элементы ИС на ОАО «КнААПО», подтвержденные 6 свидетельствами регистрации программных продуктов и патентом с общим экономическим эффектом около 9 ООО ООО руб. (акты прилагаются).

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Уваров, Николай Иванович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

На основе системного анализа исследована существующая систем функционирования производства. Предложен метод формализации структурных подразделений и взаимодействия их в систем производства. Предложены и реализованы принципы разработки информационной системы функционирования предприятия на основе PLM-систем, которая позволяет решать задачи информационного взаимодействия участников всего жизненного цикла изделия.

Разработана методика отражения результатов функционирования предприятия и его подразделений на основе автоматизации документооборота, построения базы данных электронных моделей деталей, комплектующих и изделий в целом; электронные модели оснастки, подсистем контроля качества в режиме реального времени. Разработана информационно-математическая модель поэтапной оценки состояния производства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Уваров, Николай Иванович, 2004 год

1. Абчук В.А., Карпенко Ю.С. Управление в гибком производстве.-М., Радиосвязь, 1990.-127с.

2. Александров Е.А. Основы теории эвристических решений. Подход к изучению естественного и построению искусственного интеллекта. Под редакцией Кузнецова П.П. М., Советское радио, 1975. - 256с.

3. Альперович Т.А. и др. Компьютерно интегрированные производства и CALS-технологии в машиностроении. -М.: ГУП «ВИМИ», 1999. -512с.

4. Анцупов А.Я., Шипилов А.И. Конфликтология. Учебник для вузов. -М. ЮНИТИ, 1999.-551 с.

5. Афитов Э.А., Новицкий Н.И., Циганков В.Д. Организация вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия: Учебное пособие по курсу «Организация и планирование производства. Управление предприятием.» Минск.: МРТИ, 1992. -609с.

6. Ахо, Альфред, В., Джон, Ульман, Джефри, Д. Структуры данных и алгоритмы.: Пер. с англ.: Уч. Пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. - 384с.

7. Барсуков B.C., Водолазский В.В. Современные технологии безопасности. М.: «Нолидж», 2001. 496 с.

8. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети, /перевод с английского. — М.: Главная редакция физ.-мат. литерат. изд-ва «Наука», 1973. 368 с.

9. Бодров В.А. Информационный стресс. М.: ПЕР СЭ, 2000. - 352с.

10. Братухин А.Г. и др. Информационные технологии в наукоемком машиностроении.- К., Техника, 2001. 728с.

11. Братухин А.Г., Давыдов Ю.В. и др., CALS в авиастроении. М.: Изд-во МАИ, 2000-304 с.

12. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: 1978.-400 с.

13. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: «Советское радио», 1972. - 552с.

14. Войчинский A.M., Диденко Н.И., Лузин В.П. Гибкие автоматизированные производства. М.: Радио и связь, 1987. - 272с.

15. Вороненко В.П. и др. Проектирование автоматизированных участков и цехов. М.: Высш. школа, 2000. - 272с.

16. Вудкок Дж. Современные информационные технологии совместной работы, /пер. с англ. М.: «Русская редакция», 1999. - 256с.

17. Глущенко В.В. Методические вопросы проектирования и оценки безопасности функционирования сложных технических систем. Проблемы машиностроения и автоматизации. Международный центр научной и технической информации. 1993, № 5, с. 6-11.

18. Глущенко В.В., Глущенко И.И. Разработка управленческого решения. Прогнозирование — планирование. Теория проектированияэксперементов. г.Железнодорожный, Моск. Обл.: ТОО НПЦ «Крылья», 1997. - 400с.

19. Годин В.В., Корнеев И.К. Информационное обеспечение управленческой деятельности: Учебник. — М.: Мастерство, Высшая школа, 2001.-240 с.

20. Горелик A.JL, Гуревич И.Б., Скрипкин В.А. Современное состояние проблемы распознования: Некоторые аспекты. М.: Радио и связь. 1985.-160с.

21. Горелик В.А., Горелов Н.А., Кононенко А.Ф. Анализ конфликтных ситуаций в системах управления. М.: Радио и связь, 1991. - 281 с.

22. Григорьев Ю.А., Ревунков Г.И. Банки данных. Учебн. для вузов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. 320с.

23. Гуляев В.А. и др. Методы и средства обработки диагностической информации в реальном времени. Киев: Наук, думка, 1986. - 219 с.

24. Девянин П.Н. и др. Теоретические основы компьютерной безопасности: Учеб. Пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 2000. -192 с.

25. Джордж Ф. Основы кибернетики./ пер. с английского. М.: «Радио и связь» 1984.-272 с.

26. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. М.: Высш. шк., 1989. - 320с.

27. Доброленский Ю.П., Завалова Н.Д., Пономаренко В.А., Туваев В.А. Методы инженерно психологических исследований в авиации. — М.: Машиностроение, 1975. - 276с.

28. Дубов Н. Автоматизация от идеи до автоматизации. Ж. «Открытые системы», июнь 2003. с. 17,19.

29. Евченко К. Ежегодная конференция пользователей UGS PLM Solutions в Москве. Ж. «САПР и графика», 2004. №6; С. 52 54.

30. Ефимов А.Н. Предсказание случайных процессов. М.: Знание, 1976. -64с.

31. Зегжда Д.П., Ивашко A.M. Основы безопасности информационных систем. М.: Горячая линия - Телеком, 2000. 452с.

32. Иванова Г.С. Технология программирования. Учебник для вузов. М.: Изд -во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 320с.

33. Ивахненко А.Г., Зайченко Ю.П., Димитров В.Д. Принятие решении на основе самоорганизации. М: «Советское радио», 1978. - 280 с.

34. Казанцев А.К., Серова П.С. Основы производственного менеджмента: Учебное пособие. М.: ИНФРА - М, 2002. - 348с.

35. Карлофф Б. Деловая стратегия. / пер. с англ. М.: Экономика, 1999. -239с.

36. Карпов А.В. Психология принятия решений в профессиональной деятельности. Ярославль: ЯрГУ, 1991. 153с.

37. Лапуста М.Г.- Справочник директора предприятия. М.: «Инфра-М», 2002. 832 с.

38. Лысенко Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.: Радио и связь, 1987. - 272с.

39. Люцарев B.C., Ермаков К.В., Рудный Е.Б.Ю Ермаков И.В. Безопасность компьютерных сетей на основе Windows NT М.: Издат. отдел «Русская редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1998. - 304 е.: ил.

40. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ. М.: Высшая школа, 1981. -248с.

41. Марьин Б.Н., Фролов Д.Н., Уваров Н.И. Оценка состояния производства на основе формализованного подхода. Ж. Сборка в машиностроении, приборостроении. 2004. - № 6. - С. 4, 6.

42. Мельцер М.И. Разработка алгоритмов АСУП. — М.: Статистика, 1975. — 240с.

43. Мильнер Б.З. и др. Системный подход к организации управления. М.: Экономика, 1983.-224с.

44. Мильнер Б.З. Теория организации. Москва, Инфра-М, 2003 558 с.

45. Минцберг Г. Структура в кулаке: создание эффективной организации /пер. с англ. под ред. Ю.Н. Каптуревского. СПб: Питер, 2001 г. - 512 с.

46. Мондена Я., Сибакава Р., Такаянаги С., Нагао Т. Как работают японские предприятия. М. «Экономика», 1989. - 261с.

47. Мухин В.И. Исследование систем управления. М.: Экзамен, 2002. -384с.

48. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. СПб.: Питер, 2003. - 304 с.

49. Новицкий Н.И. Организация производства на предприятиях. -М.: Финансы и статистика, 2003. — 392 с.

50. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 336с.

51. Петров В.Н. Информационные системы. СПб.: Питер, 2003. - 688с.

52. Петров Р.А., Шлимович Е.Л., Ирюпин Д.В. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии теория и практика. М.: Финансы и статистика, 2001 - 160 с.

53. Петров Ю.А. и др. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии — теория и практика. — М.: Финансы и статистика, 2001. 160с.

54. Петросян Л.А. и др. Теория игр. Учебное пособие для ун-тов. М.: Высш. шк., Книжный дом «Университет», 1998. - 304 с.

55. РД 50-34.698-90 Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов. М.: Издательство стандартов, 1989.5659