Разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа"

На правах рукописи

Маркарян Ирина Николаевна

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ АВИАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОГО

АНАЛИЗА

Специальность

08.00.13 -«Математические и инструментальные методы экономики»

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Ульяновск - 2006

Работа выполнена в Российском государственном социальном университете и Институте авиационных технологий и управления Ульяновского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Попов Петр Михайлович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор

Ладошкин Альберт Иванович

кандидат экономических наук, доцент

Махитько Вячеслав Петрович

Ведущая организация:

Международный институт рынка (г. Самара)

Защита состоится 11 апреля 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.215.01 при Самарском государственном аэрокосмическом университете им. С.П.Королева по адресу: 443086, г. Самара, ул. Московское шоссе 34, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П.Королева

Автореферат разослан 6 марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат экономических наук, доцент

М. Г. Сорокина

гоо£А

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Последние 10 лет в экономике страны наблюдается некоторый незначительный экономический подъем, хотя картина в общих аспектах -неоднозначная С одной стороны, есть незагруженные производственные мощности, избыточные и плохо используемые трудовые и материальные ресурсы, которые так необходимы любому предприятию страны для выпуска изделий, товаров и оказания услуг. С другой стороны - острая необходимость в повышении уровня потребления, в преодолении «бедности и малообеспеченности» производств (например, таких как авиационные). Здесь непосредственным ограничителем является совокупный спрос на продукт (изделие), дефицит денежных средств, как у потребителей, так и у государства. Инвестиции могут изменить положение дел производителей продукта (изделий), несмотря на то, что при «замороженном» совокупном спросе на продукты (изделия), вновь создаваемые производства (типа ОАО) вытесняют с рынка уже действовавшие, а объем реализации изделий почти не увеличивается. Специалистами в области экономической теории и практиками-производственниками неоднократно отмечалось, что реальный подъем промышленного (в т.ч. авиационного) производства в стране в своей основе должен иметь широкомасштабный структурный маневр, направленный на снижение общей трудоемкости производства и связанных с ним материальных и финансовых затрат. Механизм промышленного подъема при этом видится как переход общего спада производства в структурный кризис с последующим ростом производства. Поэтому повышенное внимание экономистов к освещению масштабов спада производства и других количественных и качественных показателей (характеристик) последствий недавнего экономического кризиса, оправданное в начале проведения хозяйственных реформ в промышленности, в настоящее время уже не может считаться самодостаточным и продуктивным направлением экономических исследований Сейчас гораздо важнее определить конкретные причины хозяйственного (производственного) и технологического застоя в разных производственных сферах промышленных предприятия (в т ч и авиационных) В причинах производственного и технологического застоя проявляется, прежде всего, резкое уменьшение оборотных средств промышленных предприятий, несовершенная или совсем отсутствующая система надежного бюджетирования, рост цен на энергию, топливо, увеличение транспортных тарифов, неплатежи государства и основных заказчиков за продукцию, изготовленную по их заказу; использование денежных средств финансовыми и иными структурами для трансакционных целей и др. Поэтому современная стратегия развития промышленного (в т.ч. авиационного) производства в условиях неполного финансирования (в т ч. бюджетирования) предполагает совершенствование узкоспециализированных комплексных производственных систем (КЛС) в условиях функционирования систем автоматизации (АСУП, АСУТП и др.); создания принципиально новых методов и приемов управления производством, с использованием современных средств обработки технико-экономической и производственной информации; технико-экономического и экономико-математического моделирования процессов производства и реализации заказов (изделий) высокого качества, в заданные сроки при минимальных затратах.

Для достижения целей социально-экономического развития, например, авиационного производства (особенно трудоемкого и высокотехнологичного) необходим целый комплекс мероприятий, обеспечивающих: совершенствование

принципов организации и методов технико-экономического планирования производства

В этой связи предлагается главный тезис - утверждение первостепенной важности проблемы совершенствования комплексной производственной системы управления производственными, технико-экономическими и технологическими процессами для снижения общей трудоемкости сборочных работ (с позиции ФСА) в целостной концепции большой экономической системы современного типа, то есть -это все охватывающие основные функционально-стоимостные и временные аспекты организации, планирования, проектирования, производства, труда и управления на основе априорного технико-экономического и экономико-математического моделирования и прогнозирования проектно-технологических, производственных и технико-экономических процессов (на примере штатного авиастроительного предприятия), что в условиях рыночной экономики является актуальным направлением исследований.

Цель исследований. Целыо настоящей работы ставится: разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа по критериям функции и стоимости с позиции функциональности (на примере штатного объекта самолетов -сборки фюзеляжа изделия модификации - ТУ-204-100) в условиях функционирования систем автоматизации (АСУП, АСУТП и др) комплексной производственной системы (КПС').

Состояние изученности проблемы. Значительный вклад в разработку исследуемых вопросов, связанных с априорным технико-экономическим и экономико-математическим описанием и моделированием внутренних связей производственных систем и систем управления производственными, технико-экономическими и технологическими процессами сборки самолетов для снижения общей трудоемкости сборочного производства внесли отечественные и зарубежные ученые, такие как Барвинок В А , Барвинок A.B., Липаев В.В., Филинов E.H., Романец Ю В , Комаров В А , Петров Б Н , Павлов В.В., Красс М.С., Арнольд В.И., Берштейн С Н , Канторович Л.В., Колмогоров А.Н., Бабушкин А.И., Петровский И.Г., Прохоров Ю.В., Тихонов А Н., Засканов В.Г., Гришанов Г.М., Норенков И.П., Османкин H.H., Петров E.H., Попов П.М., Д.Роджерс, Дн. Адаме, Дж. Харти, Ладошкин А.И. и др. Вышеназванные ученые достаточно полно увязали производственные, технологические, организационные и экономические процессы, используя современные математические и графоаналитические методы для повышения эффективности промышленных систем с первого по третий уровень, а более детальную увязку, например с четвертого иерархического уровня КПС управления не рассматривали, где четвертый уровень предполагает более дисперсное разделение на функцию и стоимость (или ценность).

На основании оценки степени научной разработанности темы диссертационной работы следует отметить, что современные методы и подходы к описанию внутренней взаимосвязи КПС и системы управления производственными, технико-экономическими и технологическими процессами, позволяют с высокой степенью вероятности находить оптимальные пути: повышения эффективности управления сборочными процессами; снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства и др.

Задачи исследования. Достижение сформулированной выше цели предполагает решение следующих задач-

1. Выполнить анализ существующих технико-экономических и экономико-математических методов описания и моделирования промышленной системы на примере сборочного производства авиастроительного предприятия в совокупности с системами автоматизации (АСУП и АСУТП) по методологии функционально-стоимостного анализа и общего математического анализа разработок, с целью выявления резервов для снижения общей трудоемкости сборочного производства штатного изделия - фюзеляжа самолета ТУ-204-100.

2. Теоретически исследовать структурно-функциональную схему, технико-экономический состав КПС (как логической составляющей большой экономической системы) и на основе методов технико-экономического и экономико-математического моделирования, выполнить структурирование системы со взаимоувязкой всех элементов в виде технико-экономических и экономико-математических моделей с использованием критериев функциональности и стоимости по функции, (как полезному действию свойству или состоянию) комплексной производственной системы авиастроительного предприятия, с экономической точки зрения.

3. Разработать методику технико-экономического и экономико-математического моделирования структуры и состава КПС со взаимоувязкой информационно-производственных потоков с функциональными, структурными и стоимостными показателями, производственно-технологическим обеспечением на основе структурирования общей технико-экономической и экономико-математической модели КПС, с использованием гехнико-экономических и экономико-математических методов и методологии функционально-стоимостного анализа, что позволило бы усовершенствовать КПС сборочного производства с сокращением общей трудоемкости сборочных работ при изготовлении самолетов.

4. Разработать методы технико-экономического, функционального и экономико-математического моделирования КПС со взаимоувязкой модулей комплекса технических средств с информационным технико-экономическим и программным обеспечением, рабочими процедурами, производственными и технологическими процессами на основе теории массового обслуживания, теории информации, исследования операций, теории структур и функционально-стоимостного анализа по временным кршериям как экономической категории понятий и определений, с целью снижения трудоемкости сборочного производства

Объект исследований - комплексная производственная система (в условиях функционирования АСУП и АСУТП) сборочного производства авиастроительного предприятия по стоимости функции сборочных процессов с позиции функциональности (на примере производства фюзеляжа самолета ТУ-204-100).

Предмет исследования - ресурсный, производственный, технологический, технико-экономический, планово-экономический, функциональный, стоимостный и информационный состав комплексной производственной системы (КПС) сборочного производства авиастроительного предприятия.

Методика исследований включает проведение теоретических, экспериментальных (расчетных) и эксплуатационных исследований технико-экономических, производственных, функциональных и планово-экономических процессов в комплексной производственной системе (КПС) по производству (сборке) фюзеляжа авиастроительного предприятия, на основе комплексного метода -

функционально-стоимостного анализа, с целью снижения трудоемкости сборочных процессов при производстве самолетов.

Научная новизна работы заключается в разработке:

• технико-экономического, экономико-математического, функционально-технико-математического методов описания и моделирования комплексной производственной системы (КПС) в условиях функционирования систем автоматизации (АСУП, АСУТП и др.);

• методики технико-экономического и экономико-математического моделирования КПС по управлению производственно-технологическими и технико-экономическими процессами в сборочном производстве, основанных на структурировании технико-экономической и экономико-математической моделей КПС во взаимоувязке со стоимостными, функциональными и производственными показателями по критерию стоимости функции сборочных процессов, что согласуется с научно-техническими процедурами дополнения комплекса методов функционально-стоимостного анализа (ФСА) и методологии функционально-стоимостной инженерии (ФСИ);

• методики процедуры адаптации технико-экономического планирования, экономико-математического и функционального моделирования сборочных процессов в КПС с технико-экономическими априорными расчетами эффективности работы по снижению общей трудоемкости сборочных процессов авиастроительного предприятия.

Практическая ценность работы. Разработанные функционально-технико-математический, технико-экономической и экономико-математический методы и методика технико-экономического и экономико-математического моделирования производственных процессов в КПС авиастроительного предприятия; организационно-производственные и технико-экономические приемы, позволяют усовершенствовать процедуры формализации задач технико-экономического планирования и управления сборочным производством, с априорными технико-экономическими расчетами по снижению общей трудоемкости сборочных и организационных работ при изготовлении агрегатов самолетов на авиастроительных предприятиях, о чем свидетельствует: реализация результатов исследований, а именно:

• Функционально-технико-экономический, технико-экономический и экономико-математический методы и методика априорного моделирования состава и структуры КПС (в условиях функционирования АСУП и АСУТП), в виде эксплуатационной и проектно-технической (планово-экономической) документации переданы и используются на предприятиях ОАО «Авиакор» -Самарский авиационный завод; ЗАО «Авиастар-СП» - Ульяновский авиационно-промышленный комплекс;

• Методика априорного технико-экономического и экономико-математического моделирования КПС на основе структурирования ее (КПС) модели; функционапьно-технико-математический и экономико-математический методы описания состава КПС в совокупности с АСУП и АСУТП, оформлены в виде учебных пособий и указаний (МУ) - внедрены в учебный процесс ИАТУ УлГТУ и Ульяновского филиала современной гуманитарной академии (УфСГА).

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и представлены на научно-технических конференциях ППС 2002-2006 г.г. (г. Ульяновск) в УлГТУ; на международном симпозиуме «Студенческая весна - 2003» в г. Казани - КазАТУ; «Гагаринские чтения - 2004» (г. Ульяновск) и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числс статей -11; сборников с докладами - 5; учебное пособие с грифом УМО АРК - 1

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы из 123 наименований, приложения, включает: рисунков - 36; таблиц - 7.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика технико-экономического и экономико-математического описания и моделирования комплексной производственной системы управления сборкой фюзеляжа с разработанными технико-экономической и экономико-математической моделями КПС и увязкой элементов системы по критериям функции и стоимости с позиции функциональности.

2. Методы• функционапьно-технико-математический (по функции системы как полезному действию, свойству или состоянию), технико-экономический и экономико-математический описания, моделирования и анализа структуры (состава) КПС в условиях функционирования АСУП и АСУТП, основанные на методологии функционально-стоимостного и математического анализа разработок.

3. Методика процедуры адаптации технико-экономического, экономико-математического и функционального моделирования (при совершенствовании КПС) сборочных процессов, с технико-экономическими априорными расчетами эффективности по снижению трудоемкости сборочных работ при производстве фюзеляжа авиастроительного предприятия

В первой главе осуществляется системно-функциональный и технико-экономический анализ существующей системы технико-экономического планирования сборочного производства авиастроительного предприятия в условиях функционирования комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП (на примере сетевого планирования и управления сборочных процессов при производстве фюзеляжа). Приводятся экономико-математические модели производственно-технологических процессов сборки фюзеляжа:

/'(')= (')+ !'г {,)[с , (1)

где Р„р(0 и РгСУ - компоненты характеристик, значения которых определяются планово-экономическими, производственными и технологическими процессами в условиях функционирования АСУП и АСУТП, измеряемые в стоимостном выражении через С - общую трудоемкость (в н/часах); 1 - некоторая временная характеристика длительности обработки технико-экономической информации о сборочном процессе (операции, перехода). Далее в главе приводятся графоаналитические схемы объекта исследований (комплексной производственной системы) во взаимоувязке с системами автоматизации сборочных процессов (сборочных, планово-экономических и технико-экономических процессов). Приводится подробный системно-функциональный и стоимостный анализ системы сетевого планирования и управления (СПУ) сборочного процесса при производстве фюзеляжа изделия ТУ-204-100; показываются и доказываются ее преимущества и недостатки; анализируются ее экономико-математические и структурно-стоимостные модели, а в последующем обосновывается необходимость совершенствования комплексной производственной системы (КПС) с использованием методологии ФСА и других аспектов, как СПУ, так и всей КПС. Доказывается, что максимальный независимый резерв времени (кроме полного и свободного) сборки фюзеляжа

шах ¡0,- г/') - |= ; можно выразитЬ; (2)

а точнее, целесообразнее выразить через минимум функции

2=Т[-а„(Т,-Т,)+М (3)

(Р.Р^К

где 2- затраты по функции сборки, аи и Ьу - функциональные коэффициенты; Т, и Т, - трудоемкость функции сборки; Я - ресурс сборочного производства; Р, и Р, - работа; /- функция, / - вариант перехода (или операции) сборки. Так же, формируются выводы по главе.

Во второй главе приводится характеристика методологии функционально-стоимостного анализа (ФСА) как инструмента исследований, описания, моделирования и совершенствования комплексной производственной системы (КПС) сборки фюзеляжа авиастроительного предприятия. Подчеркивается, что ФСА удобный комплексный инструмент в части выявления излишек и недостатков любой экономической (производственной) системы, систем планирования и управления сборочными процессами с целью оптимизации (минимизации трудоемкости) соотношения тзх(ПNцМ)= шах(Ф/Я), где И - издержки, П - полезность, Ф -функциональность системы (качество, надежность, ремонтопригодность, долговечность, конкурентоспособность и оптимальная стоимость) Далее в главе на основе ФСА, математических методов и их элементов: исследования операций, численных методов, теории структур и др., исследуется структура, состав и информационные связи КПС во взаимоувязке действующих АСУП и АСУТП при управлении производственными и технологическими процессами; разрабатываются методика описания и моделирования информационного состава КПС в комплексе с системами автоматизации процессов с позиции функциональности, оптимальной стоимости и методы: функционально-технический, технико-экономический, планово-экономический и экономико-математический для взаимоувязки комплекса технических средств КПС с функциональными и стоимостными показателями для повышения эффективности и совершенствования КПС управления производственными и технологическими процессами сборки фюзеляжа авиастроительного предприятия. Также, формулируется определение, с экономической точки зрения, состава информационного обеспечения КПС для цели формирования методики описания этого состава на основе структурирования его [ехнико-экомомической и экономико-математической модели вида

'т, } (4)

где Аф Ту, Я,г, Оф С,„/■ - множества независимых подсистем КПС для построения типового функционального носителя информации Б^/, - типовой функциональный носитель информации КПС в совокупности с АСУП и АСУТП (по функции сборочного процесса); А,/- - архитектура КПС и алгоритм ее построения по функции как полезному действию, свойству или состоянию; Ту - тип и «конструктивная» особенность построения КПС в соответствии с архитектурой по составу модулей подсистем по функции, то есть выполняемым полезным действия; Лу -разветвленность и типы «интерфейсов», объединяющих КПС по модулям (подсистемам) - количество узлов, О,/ - операторы действия и наполнение системы дескрипторами - информационным тезаурусом по сборочному производству авиастроительного предприятия; Ст; - обобщенные функции стоимости элементов КПС - функции значимости (ценности) и др.; {...} - другие функциональные

показатели КПС в зависимости от вида сборочных работ, производственного и технологического процессов.

Далее, используя методологию ФСА, для увязки технико-экономических процедур по снижению трудоемкости сборочных процессов, производится формирование типового функционального носителя информации (ТФНИ), основополагающего и формирующего «агрегата» технико-экономического и экономико-математического состава КПС в совокупности с системой типа ЦЫЮКАрЫсз . На основе теории систем, численных методов и булевой алгебры-логики формируется технико-экономическая и экономико-математическая модели информационного обеспечения через организацию ТФНИ.

{D,},

{Dn}

f / п fill , I Л\ ,r Л I. r /o/CCdl/O f / n ¡Л / 1 ftl sr /г2 . r taj.r.c(1) / (•

JT\ "I2-42—~—<rj2—-—< cim2-——(

f<r<a<c

fie , у fro . r

-4>——<

fair с (a)

fU

frS\ r8 fcu ^ _——/ ______

/"<£-< J fatn (¡8-.4»-< J cs сt

J1 a 1.2 J2 <mi N 2

_(ts_rs_cs (s5

a kx ka to чЯп ^ a

/й

->д

(5)

Через совокупность по блокам функциональных типовых технико-экономических представителей и совместностью с отдельными поу-варианту и по уровням технико-экономической и экономико-математической модели, модель (5) предопределяет универсальное информационное множество /4Ч, сборочного производства и управления в виде: 1

( ) 52 < ) ( ) Sg< ""И

I

у Asf^/»

(6)

Иначе выражение (6) может быть записано:

¡"г В2<Ж->В3■ ■ < ^ >£^|< >{#1 (7)

где ¡и - универсальное информационное технико-экономическое множество состава КПС размерности N. Далее, расписываются функционально-структурно-элементные модели КПС по уровням от самореализующихся функций до информационных технико-экономических и функциональных блоков (В,); выполняется взаимоувязка информационного технико-экономического обеспечения с элементами подсистем КПС в виде экономико-математических и функциональных значений, образмеренных стоимостными показателями, в итоге выводится технико-экономическая и экономико-математическая модель (формула) ТФНИ, а далее - технико-экономическая и экономико-математическая модель информационного состава КПС на основе ФСА.

иКП(у-5=8м.,*)=рЛ')/1сА<У, (8)

где Ту - величина выполнения функции технико-экономического управления; С,у -величина затрат на функцию технико-экономического управления; / - функция; у -вариант решения; I, - время на подготовку и реализацию функций альтернативных технико-экономических и экономико-математических решений при анализе управления производственными и технологическими процессами Совокупность множеств \ . ;; О^ \Ст). } - это общий показатель всех функций технико-экономического управления в совокупности Vа информационный состав КПС записывается в виде:

Г =

К±К±°РА') К, £С,(/)./

= тах!->1! (9)

Экономико-математическая модель (9) позволяет судить о полноте технико-экономической информации о сборочном процессе КПС, после чего разрабатываются функционально-математический, технико-экономический и экономико-

математический методы описания и моделирования КПС как большой производственной (экономической) системы. Функционально-математический (функционально-технический) метод описания и моделирования КПС заключается в минимизации суммарных затрат на функцию управления и исследования сборочных процессов авиастроительного предприятия

ттС )]С„(*1+|) + £с,(*1+1)+ Й^ЛД^ЬЯ^.ОО)

'|*г 'к к=а 1-0 о*-о

Оптимальная величина запаса информации 5,, определяется формулой.

С,

. (Ц)

Если считать, что а распределена по закону равной вероятности: /(а) = — при

Ь

0<а<А,/(а) = 0 при а < 0, то формула (11) запишется:

С'' ЛЬа + ^Цаа, (12)

С.+С,, Ь{ Ь(а

откуда

С £ 5 ь

-£— = —- + —— 1п—, где С - стоимость разработки,

С5 + Ср Ъ Ь 5„

- стоимость хранения запаса информации, а - коэффициент (безразмерный)

Далее, рассматривается экстремальная задача с использованием затратной технологии, то есть с вложением средств в совершенствование КПС, когда

Ф[С(*),Я(*),К(5),(У(*)]= }{С(*) 1п[й(5)] + Г(5) 1п[им|}Л -> шах, Й^Д*),^)

о

и - подлежащие определению суммарные неотрицательные на отрезке [0,1]

функции и такие, что Ф имеет конечное значение (к технико-экономическому и

экономико-математическому методу). В рамках рассматриваемой модели (X -

затраты), а (У - доход) в ходе описания КПС определяются оптимальные пропорции

между ее составляющими и оцениваются потенциальные возможности системы в

С2 V- С- V2 1 1

виде 1п(*,П- — - — + -!Т + -Ц-. (13)

2 2 " 4 4 4к; 4 к;

где С - коэффициент эффективности вложений; V - вложения в виде суммарных затрат; к, - коэффициент конкордации, объединяющий разнородные коэффициенты, а 1° - информационный (стоимостный) потенциал (функционал) эффективности системы, что позволяет: судить о полноте технико-экономическом информационном потенциале КПС и перейти к взаимоувязке комплекса технических средств системы со стоимостными ее показателями.

В третьей главе расписывается процедура разработки технико-экономических и экономико-математических моделей для взаимоувязки модулей комплекса технических средств КПС управления производственными и технологическими процессами с использованием ФСА, теории массового обслуживания, численных методов, динамического программирования, теории систем, теории функций комплексных переменных, функционального и Л-анализов, математических процедур преобразования Лапласа-Стильтьеса и др. Подчеркивается, чго процесс взаимодействия двух любых модулей на произвольном уровне иерархической сети КПС управления с производственно-технологическим процессом или взаимодействие двух любых модулей на различных уровнях в стандартном интерфейсе можно рассматривать как последовательность временных интервалов (рис 1), где временные интервалы - это деньги (стоимостные показатели):

1 1 1 -►

т, т2 Тз S> т4 Тз т6 Sc

Рис. 1. Обобщенный процесс взаимодействия модулей во времени комплексной производственной системы

1. В некоторый случайный момент времени Г, модуль с номером / инициир>е1 операцию обмена информацией с модулем С 2. В течение ишервала времени ти 12-

Т/ (где с/ означает, что передача информации идет от модуля i к модулю С) происходит установление соединения между модулями. Время установления соединения определяется как сумма следующих случайных величин: г„= тш + г„ба, где т01 - время ожидания в очереди на соединение, обусловленное обработкой

предшествующих запросов как данного модуля /', так и любых других модулей (ситуация «узла»); тоб/, - время обработки запроса модуля / системой аппаратурно-программных средств модуля С В дальнейшем работа в КПС аппаратурно-программных средств рассматривается совместно. 3 В течение интервала времени >,-Т3-Т2 производится обработка в КПС информационного блока. Под обработкой информационного блока в КПС следует понимать весь комплекс технико-экономических и арифметико-логических операций, связанных с выполнением любой производственной программы и программы управления производственно-технологическим процессом Пк (к - номер программы) системы программ ( Пк } к =1, 2,..., к. Структура интервала весьма сложна и ее необходимо рассматривать с позиции функции (как полезного действия). 4. В течение интервала времени тр, =Г5-Г4 осуществляется разъединением модулей. Подчеркивается, что в общем случае в разветвленных комплексных производственных системах в совокупности с АСУП и АСУТП, все временные интервалы имеют случайное распределение длительностей. Временной интервал S,= ти+(,+ трр1+ Тр, представляет время взаимодействия модуля < с С и т д Далее, при определении времени ожидания обработки в КПС управления назван периодом ¿-занятости такой период времени, когда в вычислителе имеются ¿-е программы на обработке, в очереди или в промежуточном каком-либо накопителе. Соответственно в период к- незанятости КПС не содержит ни одной ¿-программы. Период ¿-занятости общего вида в КПС можно представить схемой (рис. 2).

С0, Ck Cit Ck

"1-1-1...................Г

Hk,

Рис 2 Общий вид интервала занятости в системе управления производственными и технологическими процессами в КПС

Преобразование Лапласа-Стильтьеса распределения времени ожидания обработки ¿-программы, попавшего в интервал ¿-занятости, в общем случае имеет вид »

(1-ЛЕС,)[.-/,с„(*)]

где Е - коэффициент эластичности, /. - длительность интервала, 5 - стоимостной показатель времени ожидания; X - интенсивность потока информации; № - индекс валидности согласования.

В последующем, все возможные периоды ¿-занятости разбиваются на шесть типов и доказывается, что в среднем обработка каждой {Пк} - программы прерывается ее собственными операциями «ввод-вывод» пт раз-

",,=|Ё«(1 -е^'У с1ВХ() = Е-еКТ1 -1 , (15)

о«-1

п - количество операций; В - информационные технико-экономические блоки. Согласно определению типов периодов ¿-занятости получается, что

пА

М-ци-1

где Я* - интенсивность потока информации в экономических единицах

Далее рассматривается преобразование Лапласа-Стильтьеса распределения времени ожидания ¿-задания: Щ(8) = 1-р+Па1^ка(8)+ПьЩь(5)+ПсЩс(Б) + ^Щ11(8) + ПеЕЩ/8) (16) Преобразуя уравнения (14) и (15) с использованием уравнения (16), получена следующая экономико-математическая модель интервала

Я, (!-/>)[! - ¿С,„(5)] + Лк (1 - р)[\ - ¡.СЛЫ л

¿^(5) = 1 -р + -

Лк1Ск

(17)

) ЯД1 - ¿С. (5)]+ ЯЛ1 - ¿С„(5)] + Л.[ 1 - ¿С.(3)] Я, ¿С, (5) -¿,+5

в стоимостном выражении, где р - плотность информации, р - коэффициент вероятности полной обработки.

В результате дифференцирования выражения (17) определяется среднее время ожидания на выполнение расчетной операции по технико-экономическим показателям сборочного процесса

г-2(1 _хкЕСк)

(18)

, ЯЛ1- р)Е(С1 ) + Тк(\-р)Е(С2оЬ) + ТсЕ(С1) + Л~Е(С1) + Т,Е(С;„) 2(1 -ЛкЕСк)

где С - стоимостной коэффициент выполнения функции управления по эластичности, а потом в разделе рассматриваются частные случаи выражения (18) Соотношение (18) позволяет определить полное время выполнения программы {Я,} с учетом потока внешних и внутренних прерываний и определить длительности интерпалов типа Па-Пе при взаимодействии модулей КПС управления, где //„,//4,/7(.//,,.//,-вероятность попадания ¿-программы в интервалы ¿-занятости а,Ь,с,с1,е, то есть Па+Пь+Пс + П,+Пе=рт» (19)

где Я - интенсивность потока информации, а // - запросы.

Используя формулы: )]« £[ЛГ,(/,)]о"2)]+ <т2(/,)]; (20)

£И01/К('.)Ь "ос Ы2 +/|с/А+сг (О/а2 , где с - коэффициент вариации времени обработки в узле, с помощью которого определяется максимальная длина очереди обслуживания в узлах КПС управления производственными и технологическими процессами, а - подуровень функциональных элементов в информационных технико-экономических блоках КПС

= + (20 где N - количество попыток вычислений по технико-экономическим показателям

При определении Ыта1 используется тот факт, что в момент времени !„, когда р-плотность становится меньше 1, очередь начинает убывать, то есть при 1„ №=Ы„1ах .

Используя аналогичные рассуждения, из соотношения (20) можно получить формулу для максимального времени ожидания

W„

(22)

Далее рассматривается проблема решения системы дифференциальных уравнений в узлах КПС при условии

Р,(туХ,0)=ат1ё{Х), (23)

где 3(х) - дельта функция Дирака. Потом, используя метод дискретных преобразований и преобразуя выражение вида

Г, = IV,,р]Г Л/, + и £ [р, (рА- 1 )&12л }/2 = Кр(1„ ~ 1„) + [рл Л - 1)Д/д2 ] / 2, (24)

А = | л-\ /Ы

где IV/, - среднее время ожидания при р<1, получается, что

N-

:-b,(S)b,(S)Y,

N

а.Дт,,?)

к(т,з) ' / ,1[1-В(/Л+ £)]*(/, 5) / )[\ - В(/Л+ £)]*(/, 5)

где 0 < т < N - 1, т- количество потоков технико-экономической информации. Для компактной записи уравнения (25) вводится функция

(25)

B[(l-l)X + S ]

1 )Л + S ]

при тФ-\\ при т=-\ при тфО',

(26)

(27)

B(U + s)

при /я=0,

где В{х) - плотность вероятности длительности обработки. Совершенно очевидно, что функции V(m,S) и k(m,S) связаны следующим образом

k(m,S) V(m-l.S) V(m,S) (28)

l-B(S) 1 - B(тЯ + S) В(тЯ + S) С использованием выражения (27), соотношение (25) записывается в виде

1

a.Am>s).__

k(m,S) 1 -B(S)

N-i

1

l

(29)

.«V I )У(1-1,5)

где 0<т< N. V - скорость обработки информации в зависимости от количества потоков т, к - качество обработки технико-экономической информации.

Далее рассматривается поведение процесса при I -> °о и 8 —>0, то есть:

Р(У.Х.Ь)=Р

W(u)< х+",(0<и<.У ),V >0 b

где для 0 < и < t

1-е

-2Х а-

4ъс

3 11I -' -1 /

- / У и + и г а / 2Р 2

а,и

4Ът

1«

- / / п+иг а

2е 2 ¿и, Ь>0

где х - угол разворота потока технико-экономической информации Тогда, при V = оо и 6 > 0 Р(<х>,х,Ь) = / - ехр{ -2%/Ь2}

Доказывается, что для узлов с очередями при б -> О

а-(8)-

йи' (Ми'у-йт1

Мт' (Мт'У

Эи" Ми'йт5 + -

Мт' (Мт5)"

-><т; >0,

где б- уровень функциональных технико-экоиомических элементов, к - средняя скорость обработки информации (в секундах и их долях) и при некотором значении V > 0 моменты:

Мт',М

т' - Мт'

4о?

■ м

и' -Ми'

•Шн?

,при ; = /,5 равномерно ограничены, а О

дескриптор экономико-математического описания КПС (по функции), что позволяет перейти к оценке и адаптации разработок на численном примере штатного агрегата -фюзеляжа, с априорным расчетом экономической эффективности.

В четвертой главе на основе численного примера разрабатывается методика процедуры адаптации методов технико-экономического и экономико-математического описания и моделирования КПС управления производственными и технологическими процессами по методологии ФСА, где задаются вложения С0=874 д.е, У=175 д.е (начальная точка) и С-103423 де, У=4370 де (конечная точка), определяющие соответственно связь между минимальными и максимальными величинами затрат и доходов при совершенствовании КПС и снижения трудоемкости сборочных процессов производства фюзеляжа (на примере штатного агрегата изделия ТУ-204-100). Приводятся графоаналитические модели реализации сборочных процессов в КПС со степенными зависимостями по вложениям и доходу У,=],821 -С0674, где средние величины С, = Ш, = 495,7; С, = \/к2 = 119,3, Сп-1/кп = 150,3 д.е. (по функции стоимости разработок и сборочных процессов) По результатам адаптации (аналитические расчеты) выявляется адекватность расчетных процедур по времени / автоматизированного расчета трудоемкости (нормирования переходов и операций расчетным автоматизированным методом), с выводом следующих формул:

г хс1х V хек

\ , | , =/, (31)

ва^х*\пх-0,5хг +/?, I ,^]х!\пх-0,5х! + Л2

где х - входные параметры (из конструкторской документации) производственного и технологического процессов (в единицах трудоемкости - н/час), то есть доказывается, что стоимость производственного и технологического процессов (в стоимостных показателях или в показателях трудоемкости) можно рассчитать по аналитической формуле, выведенной в процессе анализа сборочного процесса при совершенствовании КПС

С(/)= С„ + = К„ + }1п[Ш(х)]&, (32)

о

где к - безразмерный коэффициент, объединяющий различные производственные показатели по ресурсам, в единый ресурс по функции стоимости сборочных процессов, то есть в единый ресурс «функцию-трудоемкость».

Объединенный единый ресурс «функция-трудоемкость» в данном случае предопределяет оптимальный состав информационной характеристики в виде расчетной экономико-математической модели:

(33)

а=у±

где Т,- общая трудоемкость по функции в виде тезауруса (информации) КПС; Т - расчетная трудоемкость сборки; у± - левые и правые дуги (ресурсы) в

иерархической схеме фюзеляжа, ]Г/(сг) - сумма ресурсов от одного и более до п и т.

(Т-Г±

Д

С использованием адаптированной на исследуемом предприятии методики по расчету экономической эффективности, разработанной российскими учеными, и утвержденной министерством экономики РФ, производится расчет экономической эффективности от внедрения методов, методики технико-экономического и экономико-математического описания и моделирования КПС по формулам-Э = Э,-Е.К; Э,=Э1+Э2+Э,; С„=(^/Яв)£|„;

С = С„ = и другим; проектируется объем ресурсов, необходимый

на сборку фюзеляжа, вследствие чего достигается сокращение трудоемкости в объеме 42410 н/часов на исследуемом предприятии ЗАО «Авиастар-СП». Также рассчитывается коэффициент эффективности КПС в совокупности с системой автоматизации типа ЦЫЮКАрЬюБ. участвующей в процессе сборки фюзеляжа самолета ТУ-204-100, который совпадает с коэффициентом экономической эффективности, то есть Ке = К^„с =2,3.

После формирования моделей (31)-(33), производится верификация этих моделей по методологии ФСА в стоимостном выражении, где экономия, наряду с сокращением трудоемкости, составляет более двух миллионов рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

На основании проведенных исследований, экспериментов и экономико-математических расчетов эффективности, следует, что:

1. Исследован ряд технико-экономических, планово-экономических, производственных и экономико-математических методов описания и моделирования производственных (экономических) систем, проведены их системно-функциональный анализ и верификация, что позволяет определить подходы к решению проблемы создания новых методов технико-экономического и экономико-математического описания и моделирования промышленных (экономических) систем сборочного производства авиастроительного предприятия в условиях функционирования промышленных АСУП и АСУТП, с использованием методологии функционально-стоимостного анализа (ФСА).

2 Разработана методика технико-экономического, планово-экономического, производственного и экономико-математического описания и моделирования структуры и состава комплексной системы (в совокупности с АСУП и АСУТП) во взаимоувязке информационного обеспечения со стоимостными и функциональными показателями по критерию функции стоимости (как полезному действию, свойству или состоянию) на основе структурной организации ее экономико-математической модели с использованием ФСА, что обеспечило снижение трудоемкости при использовании КПС в совокупности с системой автоматизации типа ПМЮЯАрЫся при проведении априорных расчетов реализации производственного и технологического процессов (на примере сборки фюзеляжа самолета ТУ-204-100) в размере 42410 н/часов на базовом предприятии

3. Разработаны функционально-математический (по функции как полезному действию системы) технико-экономический, планово-экономический и экономико-математический методы описания информационного состава КПС для их взаимоувязки со структурно-техническим составом системы, что позволило наряду со снижением трудоемкости при проведении расчетов реализации производственного и технологического процессов, повысить производительность проектно-технологического и производственного управляющего комплекса КПС в 2,3 раза, то есть, получен коэффициент эффективности производства самолетов на базовом предприятий за счет совершенствования КПС до 2,3, вместо ранее достигнутого 1,03

4. Проанализированы ранее разработанные оптимизационные алгоритмы (по технико-экономическим, планово-экономическим, производственным и экономико-математическим моделям КПС) реализации производственного и тех но топического процессов сборки фюзеляжа самолета ТУ 204-100 на основе русифицированной системы иМОЯДрЫсз, что позволило адаптировать вышеназванные методы и методику технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического описания и моделирования структуры и состава КПС во взаимоувязке с информационным обеспечением системы, стоимостными и функциональными показателями, и обеспечить условный экономический эффект на двух авиационных предприятиях более двух миллионов рублей (актировано)

В соответствии с требованиями времени и рыночных отношений на основе экономической теории и методологии ФСА необходимо констатировать тот факт, что расчетный коэффициент эффективности от адаптации КПС в совокупности с системами автоматизации типа иМГСЯАрЫсБ предопределяет значение 2,3, то есть

математически это интерпретируется как —с £]я))=2 3. соответственно коэффициент конкордации и индекс валидности \У»\.

Практические результаты исследований и экспериментов оформлены в виде актов о внедрении.

Основные положения диссертации опубликованы в 17-ти работах, в том числе:

1. Маркарян И.Н., Титов П.А., Попов П.М. Математические модели описания информации в экономических системах авиастроения. // Сб научн тр. «Современные технологии производства и управления в авиастроении» - Ульяновск. УлГТУ, 2004

2. Маркарян И.Н., Титов П.А., Попов П М. Исследование экономических систем в авиастроении на основе методологии функционально-стоимостной инженерии. // Сб научн ip «Современные технологии производства и управления в авиастроении» -Ульяновск: УлГТУ, 2004.

3 Маркарян И.Н, Кусак Е.Ф, Попов П.М. Математические методы моделирования экономических систем в авиастроение. // Сб научн. тр. «Современные технологии производства и управления в авиастроении» - Ульяновск: УлГТУ, 2004.

4. Маркарян И.Н., Попов П.М. Методы проведения лекционных занятий по техническим дисциплинам с использованием математических моделей и сложных математических формул. //Сборник научно-технических докладов 38 НТК ППС УлГТУ. - Ульяновск: изд-во «Венец», 2004

5. Маркарян И.Н., Попов П.М. Математические методы исследования и моделирования экономических систем машиностроительных производств / Учебное пособие с грифом УМОАРК - Ульяновск. УлГТУ, 2003.

6 Маркарян И Н., Кусак Е.Ф., Попов П.М. Оценка качества проектов на основе функционально-стоимостной инженерии //Сборник научно-технических докладов 38 НТК ППС УлГТУ. - Ульяновск, изд-во «Венец», 2004.

7. Маркарян И Н., Попов П.М , Кусак Е Ф Математические методы и модели описания промышленных систем в авиастроении. //Сборник научно-технических докладов 38 НТК ППС УлГТУ. - Ульяновск- изд-во «Венец», 2005.

8. Маркарян И Н., Шумкина A.A. Оперативная и стратегическая адаптация авиационного производства // Сб научн. статей, посвященных «60-й годовщине Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 г.г.» - Ульяновск: изд-во «Венец», 2005,- С. 235-240.

9. Маркарян. И.Н. Организационный и информационный механизм виртуального предприятия. // Сб. научн. статей, посвященных «60-й годовщине Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 г.г.». - Ульяновск: изд-во «Венец», 2005. - С. 241246.

10.Маркарян И.Н., Теплякова ТЮ, Каноныхина ИВ Прогнозный вариант развития валютою рынка- Доллар или Евро //Сб. научн. статей, посвященных «60-й годовщине Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 г г». - Ульяновск: изд-во «Венец» , 2005. - С. 330-336.

ЛОО€ А

1-50 2 3

I

МАРКАРЯН Ирина Николаевна

РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ АВИАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОГО АНАЛИЗА

Автореферат

Подписано в печать 03 03 06 г. Формат 60x84/16

Бумага писчая. Тираж 100 экз. ИПО СГАУ. 443086, Самара, Московское шоссе, 34.

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Маркарян, Ирина Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНО - ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЛАНОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ СБОРОЧНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ АВИАСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Планово-экономический, системный и экономико-математический анализ сборочных процессов авиастроительного предприятия.

1.2. Анализ внешней среды, влияющей на качество планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия.

1.3. Планово-экономическое априорное моделирование и управление сборочными процессами как эффективный инструмент анализа авиационного производства.

1.4. Проблемы и недостатки планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия. Постановка задач исследований.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ АВИАЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОГО АНАЛИЗА.

2.1. Функционально-стоимостной анализ как инструмент совершенствования комплексной производственной системы для снижения трудоемкости сборочных работ.

2.2. Разработка методики описания комплексной производственной системы сборки фюзеляжа в условиях функционирования АСУП и АСУТП по экономическим показателям на основе функции и стоимости.

2.3. Исследование и разработка технико-экономического метода моделирования и описания комплексной производственной системы авиастроительного предприятия.

2.4. Исследование комплексной производственной системы предприятия и разработка экономико-математического метода ее описания на основе ФСА по функции стоимости.

2.5. Верификационный анализ комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП по методологии ФСА.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ И ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ МОДУЛЕЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ПО ФУНКЦИИ ВРЕМЕНИ КАК ЭКОНОМИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ

3.1. Обобщенная модель взаимодействия модулей комплекса технических средств комплексной производственной системы через функцию времени как экономическую категорию.

3.2. Определение функции времени обработки технико-экономической информации в комплексной производственной системе.

3.3. Процессы изменения очередей в узлах комплексной производственной системы по функции времени и стоимости.

3.4. Определение и анализ параметров исходного производственного процесса комплексной производственной системы по функции времени и стоимости.

3.5. Определение предельных стоимостных и временных характеристик процессов в сложных узлах комплексной производственной системы.

4. АДАПТАЦИЯ МОДЕЛЕЙ, МЕТОДОВ И МЕТОДИКИ ОПИСАНИЯ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА КОМПЛЕКСНОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ С РАСЧЕТОМ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТОК.

4.1. Адаптация метода технико-экономического и экономико-математического моделирования (описания) комплексной производственной системы по методологии ФСА.

4.2. Расчет экономической эффективности от адаптации методов и методики экономико-математического моделирования КПС и их использования на авиастроительном предприятии.

4.3. Расчет экономической эффективности от адаптации и внедрения КПС с функциональным составом системы иМЮЯАрЫсБ.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа"

Последние 10 лет в экономике страны наблюдается некоторый незначительный экономический подъем, хотя картина в общих аспектах - парадоксальная. С одной стороны, есть незагруженные производственные мощности, избыточные и плохо используемые трудовые и материальные ресурсы, которые так необходимы любому предприятию страны для выпуска изделий, товаров и оказания услуг. С другой стороны — острая необходимость в повышении уровня потребления, в преодолении «бедности и малообеспеченности» производств (например, таких как авиационные). Здесь непосредственным ограничителем является совокупный спрос на продукт (изделие), дефицит денежных средств, как у потребителей, так и у государства. Инвестиции как-то могут изменить положение дел производителей продукта (изделий), несмотря на то, что при «замороженном» совокупном спросе на продукты (изделия), вновь создаваемые производства (типа ОАО) вытесняют с рынка уже действовавшие, а объем реализации изделий почти не увеличивается. Специалистами в области экономической теории и практиками-производственниками неоднократно отмечалось, что реальный подъем промышленного (в т.ч. авиационного) производства в стране в своей основе должен иметь широкомасштабный структурный маневр. Механизм промышленного подъема при этом экономистами видится как переход общего спада производства в структурный кризис с последующим ростом производства. Поэтому повышенное внимание экономистов к освещению масштабов спада производства и других количественных и качественных показателей (характеристик) последствий недавнего экономического кризиса, оправданное в начале проведения хозяйственных реформ в промышленности, в настоящее время уже не может считаться самодостаточным и продуктивным направлением экономических исследований. Сейчас гораздо важнее определить конкретные причины хозяйственного (производственного) и технологического застоя в разных производственных сферах промышленных предприятия (в т.ч. и авиационных). В причинах производственного и технологического застоя также вскрывается резкое уменьшение оборотных средств промышленных предприятий, несовершенная или совсем отсутствующая система надежного бюджетирования, рост цен на энергию, топливо, увеличение транспортных тарифов, неплатежи государства и основных заказчиков за продукцию, изготовленную по их заказу; использование средств особенно денежных) финансовыми и иными структурами для трансакционных целей и др. Поэтому современная стратегия развития промышленного (в т.ч. авиационного) производства в условиях неполного финансирования (в т.ч. бюджетирования) предполагает создание и совершенствование узкоспециализированных комплексных производственных систем (КПС), в условиях функционирования АСУП и АСУТП; создания принципиально новых методов и приемов управления производством, с использованием современных средств обработки технико-экономической и производственной информации; технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования процессов производства и реализации заказов (изделий) высокого качества, в заданные сроки при минимальных затратах.

Для достижения целей социально-экономического развития, например, авиационного производства (особенно трудоемкого и высокотехнологичного) необходим целый комплекс мероприятий, обеспечивающих: совершенствование принципов организации и методов технико-экономического планирования производства, с использованием современных автоматизированных систем управления производственными и технологическими процессами, на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования этих процессов и систем; внедрения новых и совершенствование существующих производственных и технологических процессов и систем управления; повышение уровня автоматизации проектирования, технико-экономического планирования труда, управления и организации производства.

Но автоматизация процессов проектирования, технико-экономического планирования труда, управления и организации производства приводит к необходимости пересмотра многих традиционных понятий и подходов, например, с позиции теории систем и функционально-стоимостного анализа, так как вся комплексная производственная система, в совокупности с системами автоматизации, относится к сложным динамическим экономическим системам, в которых принятие производственно-технологических и управленческих решений в процессе производства осуществляется в условиях априорной неопределенности [1,2,3,9,11]. Это связанно со стохастической неопределенностью выходных параметров и недостаточной информацией о возмущающих факторах, влияющих на стабильность и точность функционирования комплексной производственной системы (КПС) сборочного производства авиастроительного предприятия.

Стохастическую неопределенность можно как-то уменьшить, например, разработкой априорных технико-экономических, планово-экономических и экономико-математических моделей со взаимоувязкой компонентов КПС с автоматизированными системами управления, представляющих собой зависимости между производственно-технологическими и управленческими параметрами. Поэтому с функционально-экономической точки зрения (основываясь на методологии функционально-стоимостного анализа) КПС, равно как и поддерживающие автоматизированные системы, должны реализовывать исходный производственный и технологический процессы в виде процедур взаимодействия материального, информационного, энергетического и финансового потоков.

Следовательно, при совершенствовании (модернизации) комплексной производственной системы (КПС) в совокупности с АСУП и АСУТП возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше с выбором наилучшей (оптимальной) структуры (при минимальной стоимости), оптимальной организации взаимодействия элементов системы, определения оптимальных режимов функционирования по критерию функции и стоимости, учетом влияния внешней среды на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования их внутреннего состава и связей.

В этой связи вырисовывается главный тезис — утверждение первостепенной важности проблемы совершенствования системы управления производственными и технологическими процессами (с позиции ФСА) в целостной концепции экономической системы современного типа - это все охватывающие основные функционально-стоимостные и временные аспекты организации, планирования, проектирования, производства, труда и управления на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования и прогнозирования проектно-технологических, производственных и экономических процессов. На основании выше изложенного можно констатировать, что основной целью настоящей работы ставится: разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа по критериям функции и стоимости с позиции функциональности.

Здесь функциональность выступает как технико-экономическая и экономико-математическая категория понятий, то есть объединяет несколько критериев: функцию как полезное действие, состояние или свойство; качество, надежность, эффективность, ремонтопригодность и долговечность. Для достижения поставленной перед исследователем цели в работе необходимо произвести технико-экономическую и экономико-математическую взаимоувязку всех компонентов КПС, выполнить структурный, системный, функциональный и стоимостной анализы, то есть выполнить декомпозицию комплексной производственной системы по функции, увязать их технико-экономическими и экономико-математическими моделями со стоимостными показателями, разработать оптимальные экономико-математические модели КПС со взаимоувязкой всех подсистем, выполнить обратную процедуру-/солшдаш/мю также в виде экономико-математических моделей на основе методологии функционально-стоимостного анализа.

Таким образом, основными задачами исследования являются:

1.Выполнить анализ существующих технико-экономических, планово-экономических и экономико-математических методов описания и моделирования промышленной системы на примере сборочного производства авиастроительного предприятия в совокупности с системами автоматизации (АСУП и АСУТП) по методологии функционально-стоимостного анализа и общего математического анализа разработок.

2.Теоретически исследовать структурно-функциональную схему, технико-экономический состав КПС (как логической составляющей большой экономической системы) и на основе методов технико-экономического и экономико-математического моделирования, выполнить структурирование системы со взаимоувязкой всех элементов в виде математических моделей с использованием критериев функциональности и стоимости по функции (как полезному действию свойству или состоянию) комплексной производственной системы авиастроительного предприятия, с экономической точки зрения.

3. Разработать методику технико-экономического и экономико-математического моделирования структуры и состава КПС со взаимоувязкой информационно-производственных потоков с функциональными, структурными и стоимостными показателями, производственно-технологическим обеспечением на основе структурирования общей экономико-математической модели КПС с использованием технико-экономических и экономико-математических методов анализа и методологии функционально-стоимостного анализа. 4. Разработать методы технико-экономического, функционального и экономико-математического моделирования КПС со взаимоувязкой модулей комплекса технических средств с информационным технико-экономическим и программным обеспечением, рабочими процедурами, производственными и технологическими процессами на основе теории массового обслуживания, теории информации, исследования операций, теории структур и функционально-стоимостного анализа по временным критериям как экономической категории, понятий и определений.

Научной новизной в настоящей работе обладают следующие результаты: Методика технико-экономического и экономико-математического моделирования технического состава комплексной производственной системы и системы управления производственными и технологическими процессами по критериям функции и стоимости с позиции функциональности, на основе структурирования экономико-математической модели КПС, с экономической точки зрения.

2.Функционалънотехнико—математический, технико-экономический и экономико-математический методы исследования и описания КПС в совокупности с АСУП и АСУТП как экономической системы, основанные на методологии функционально-стоимостного анализа (ФСА) - по функции и стоимости как экономическим критериям.

3.Технико-экономические и экономико-математические модели для взаимоувязки модулей комплекса технических средств с информационным обеспечением КПС, основанные на структурировании состава системы с использованием математического анализа структурных разработок и верификации по экономическим показателям функции и стоимости.

А.Методика процедуры адаптации методов экономико-математического моделирования и проведения расчетов экономической эффективности с использованием информации о конкретном штатном объекте производства, труда и управления, по критериям функции и стоимости.

Базисные элементы: технико-экономическая и экономико-математическая модель, функция и стоимость по критерию функциональности КПС, где функциональность - это комплексный показатель: качество, надежность, эффективность, ремонтопригодность и долговечность системы.

На защиту выносятся следующие разработки:

1.Методика технико-экономического и экономико-математического описания комплексной производственной системы с разработанными технико-экономической и экономико-математической моделями системы и увязкой элементов по критериям функции и стоимости с позиции функциональности.

2.Функционально-технико-математические (по функции как полезному действию или свойству системы), технико-экономические и экономико-математические методы описания и анализа структуры и состава КПС в комплексе с АСУП и АСУТП, основанные на методологии функционально-стоимостного и математического анализа разработок.

В первой главе выполняется системно-функциональный анализ существующих методов исследования и описания технико-экономических систем на примере комплексной производственной системы управления производственными и технологическими процессами (КПС), системы сетевого планирования и управления сборочными работами по производству фюзеляжа и др.

Во второй главе разрабатываются технико-экономические и экономико-математические методы исследования и описания комплексной производственной системы управления производственными и технологическими процессами на основе функционально-стоимостного анализа по критериям стоимости функции разработок, методов экономико-математического описания больших экономических (производственных) систем; выполняется структурирование экономико-математической модели информационного и технического состава КПС со взаимоувязкой функциональных и стоимостных показателей по критериям функции (как полезного действия, состояния или свойства объекта-системы) и стоимости', разрабатываются функционально-технико-математический, технико-экономический и экономико-математический методы моделирования КПС как логической составляющей большой экономической (производственной) системы сборочного производства авиастроительного предприятия.

В третьей главе на основании проведенных исследований технико-экономического и экономико-математического моделирования структуры и состава КПС во взаимоувязке с информационным обеспечением по функции и стоимости, разрабатываются технико-экономические и экономико-математические модели взаимоувязки комплекса технических средств по временным показателям программного и технико-экономического обеспечения, и др. элементов КПС на основе элементов теории массового обслуживания, теории информации, теории структур, функционально-стоимостного анализа и других экономико-математических методов. В разделе приводятся численные примеры по анализу параметров исходного процесса в узлах КПС методами решения системы дифференциальных уравнений в предельных случаях протекающих процессов в узлах с очередями в КПС, с экономической точки зрения.

В четвертой главе описывается технология адаптации методов и методики технико-экономического и экономико-математического описания структуры и состава на численном примере. Приводятся технико-экономические и экономико-математические расчеты на примере некоторых модулей КПС в условиях сборочного производства авиастроительного предприятия (на примере фюзеляжа самолета ТУ-204-100). Также, адаптируется и совершенствуется (с экономико-математической точки зрения) методика по производству расчетов экономической эффективности по результатам исследования и экспериментов, где в качестве реальной КПС в совокупности с системами автоматизации процессов, применяется русифицированная система иНЮЯАрЫсБ, используемая на многих авиастроительных предприятиях. По результатам исследований и проведенных экспериментов достигается снижение трудоемкости (в н/часах), показывается условный экономический эффект (в млн. руб.) и определяется коэффициент эффективности разработок, который значительно выше, чем на базовом (исследуемом) предприятии.

Все расчеты подтверждены актами о внедрении результатов исследования, экспериментов и разработок (акты вынесены в приложение настоящей работы). В завершении четвертой главы констатируется полезность выполненной работы.

В основных выводах и результатах к диссертации резюмируются научные и практические результаты, а также акцентируется новизна исследований и экспериментов.

В перечень литературы внесено 123 наименования первоисточников используемых при написании настоящей работы.

В приложение вынесены три акта о внедрении результатов исследования, экспериментов и разработок на двух действующих авиационных предприятиях и справка использования разработок в учебном процессе ИАТУ УлГТУ. и

По теме диссертации опубликованы: 17 научно-технических работ: статей -11; научно-технических докладов в сборниках - 5; учебное пособие с грифом УМОАРК-90 страниц - одно, то есть 5 печатных листов (в соавторстве).