МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ В УСЛОВИЯХ ВИРТУАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ В УСЛОВИЯХ ВИРТУАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Научная статья

Ясинский В.Б.*

Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

* Корреспондирующий автор (VYasinskiy[at]sfu-kras.ru)

Аннотация

В работе рассматривается концептуальная модель технологической среды машиностроительной продукции в условиях виртуального производства, которую формируют отдельные производственные системы и ориентированы на реализацию технологий изготовления продукции машиностроительного назначения. Технологическая среда – совокупность современных технологий, технологических машин и средств технологического оснащения, систем управления производственными процессами всех уровней (от отдельного станка до производственных участков и цехов), инструментальных средств и программно-аппаратных комплексов информационных систем, применяемых на всех этапах изготовления, конструкторско-технологической и организационной подготовки производства конкурентноспособной продукции, которой требует современный рынок.

Ключевые слова: технологическая среда, машиностроительная продукция, виртуальное производство, жизненный цикл, реинжиниринг производства.

MODELING OF THE PROCESS MEDIUM OF ENGINEERING PRODUCTS IN VIRTUAL PRODUCTION

Research article

Yasinsky V.B.*

Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia

* Corresponding author (Vyasinskiy[at]sfu-kras.ru)

Abstract

The article considers a conceptual model of the process medium of engineering products in virtual production, which is formed by separate production systems and focused on the implementation of manufacturing technologies for machine-building products. Process medium is a set of modern technologies, technological machines and equipment, production process control systems at all levels (from a separate machine to production sites and workshops), tools, software and hardware complexes of information systems implemented at all stages of manufacturing, design, technological and organizational preparation of manufacture of competitive products, which are demanded by the modern market.

Keywords: process medium, machine-building products, virtual production, life cycle, production re-engineering.

Введение

Современные формы реинжиниринга производства не ограничиваются изменениями внутри предприятия, а затрагивают отношения между производственными системами, подразделениями и группами специалистов различных предприятий. Развитие новых форм интеграции в производстве привело к появлению так называемых виртуальных предприятий.Методы анализа и реинжиниринга бизнес-процессов рассматривают методологию создания оптимальной технологической среды, включающей вопросы применения новых производственных технологий, решение задач конструкторско-технологического проектирования, организационного и экономического управления, информационного обеспечения для обмена данными об изделии [1], [2].

Виртуальным производственным системам уделено достаточно много внимания. Подробно рассматриваются принципы организации и функционирования виртуального предприятия [3], основные задачи управления сложными организационными системами [4], [5]. Отдельно рассматриваются вопросы формирования информационного пространства икомпоненты информационной инфраструктуры взаимодействия в виртуальной производственной среде [1], инструментальные средства проектирования и эксплуатации информационных систем [2], которые могут быть использованы для организации и управления виртуальными предприятиями. Основными характеристиками виртуальных форм организации являются открытая распределенная структура [3], автономность и специализация производственных предприятий –участников сети, гибкость формирования и приоритет горизонтальных связей [4], высокий статус информационных средств интеграции [2], [6], [7].

Виртуальные предприятия и сетевые структуры производственных систем все еще остаются малоизученными с точки зрения разработки цифровых моделей участников сети, средств описания объектов, создания информационно-организационной инфраструктуры эффективного управления. Поэтому в данной статье предлагаются модель организации виртуального предприятия на основе технологической среды машиностроительной продукции. Определяющую роль в функционировании конкурентоспособных предприятий играет компьютерное информационное сопровождение. Единое информационное пространство является необходимым, так как интегрированная система управления объединяет материальные и информационные ресурсы компонентов каждой производственной системы, потокиинформации и управления в ней общие, а значит, необходима и общая инфраструктура для обмена информацией и управлением между компонентами виртуальной системы [1], [2], [6].

Модель технологической среды виртуального производства

В состав производственной системы входят основные технологические, вспомогательные и обслуживающие основное производство подсистемы. Основой деятельности производственных предприятий являются основные технологические процессы или совокупность технологических операций, которые проходят сырье, исходные материалы, полуфабрикаты и заготовки на пути их превращения в законченные изделия [8]. В технологических системах в результате реализации основных технологических процессов окончательно формируются потребительские свойства продукции (рис. 1).

Рис. 1 – Содержание производственных систем

Являясь частью производственных процессов–технологические процессы, в зависимости от содержания на определенном этапе реализации технологий, в своемназвании получают уточнения. Например, различают технологические процессы изготовления деталей, сборки или технологические процессы получения заготовок, их механической, термической обработки, узловой сборки отдельных единиц изделия и общей сборки изделияв целом.Процесс качественного преобразования исходного объекта в продукцию, т.е. технологический процесс, осуществляется с помощью средств технологического оснащения (технологического оборудования и технологической оснастки) с затратами труда определенной квалификации.

Основные этапы реализации технологий производства машиностроительной продукции включают не только изготовление деталей и их сборку, но и добычу руды, ее транспортирование, превращение в металл, получение заготовок. Все этапы должны быть включены в технологическую среду и определены производственные системы, способные осуществить необходимые технологические процессы и операции.Это является необходимым условием формирования технологической среды производства материального продукта (рис. 2).

Рис. 2 – Этапы реализации технологий изготовления продукции

 

По отношению к исходному объекту производства эти этапы соответствуют последовательности . Реализация технологических процессов на этапах  изменяет качественное состояние исходных объектов (форму, размеры, структуру, химический состав, внешний вид).

Другие производственные процессы – F* такие, как например транспортирование, хранение на складах, упаковка, продажа, не оказывают таких воздействий, но без них этапы реализации технологий не могут быть выполнены.

В зависимости от конкретных условий перечисленные этапы могут быть осуществлены на разных предприятиях или в разных технологических системах (цехах, участках, технологическом оборудовании) одного предприятия, тогда этапы реализации технологий изготовления продукции в рамках юридически организованной производственной системы будут соответствовать последовательности 

Реализация этих технологий не может быть реализована в пределах даже организационных границ отдельной производственной системы, поэтому важно определить партнеров, перечень функций которые они должны выполнять в структуре виртуального предприятия. Структуру и параметры каждой производственной системы выбирают при проектировании виртуального предприятия в зависимости от сложности и разнообразия выпускаемой продукции, объема выпуска и условий изготовления. Совокупность предприятий, а также их материальные, энергетические и информационные связи образуют технологическую среду определенной продукции машиностроения (рис. 3).Под структурой понимается совокупность устойчивых связей между элементами системы. Для организационной системы технологического назначения это, прежде всего, материальные, энергетические, информационные, и другие связи между элементами, включая отношения координации и субординации в распределении прав принятия решений участниками виртуального предприятия.

Система управления должна учитывать все изменения технологических связей, так как технологические связи первичны относительно связей организационных, а организационные структуры управления являются отражением структур технологических систем. Технологические процессы и их системы строятся по своим законам, организация и управление производством призваны обеспечить их функционирование и развитие [9].

Формирование промышленных предприятий традиционными методами, связанными с материальной перестройкой существующих производственных систем, для этих целей оказывается неприемлемым. Возникает необходимость в поиске новых подходов к процессам формирования производства с требуемыми свойствами [10].

Следует отметить, что виртуальные предприятия не являются альтернативой действующим предприятиям. Виртуальныепредприятия и виртуальные режимы функционирования реальных предприятий, являющихся базисом существующей экономической системы, есть только дополнения к последним.

Рис. 4 – Технологическая среда машиностроительной продукции

Задача определения структуры виртуального предприятия может трактоваться как задача выбора элементов и отношений при следующих ограничениях:

• сохранение функциональности на уровне реализации технологий;

• минимизация связей;

• сохранение размеров элементов (на каждом уровне реализации технологий) в разумных пределах дляобеспечения управляемости;

• обеспечение гибкости перестройки.

Предложенная модель технологической среды позволяет на основе математических методов решения оптимизационных задач осуществлять не только выбор наиболее эффективной производственной системы в составе виртуального предприятия с точки зрения изготовления необходимой продукции, но и формировать требования, которыми должны обладать производства для участия втехнологической среде.

Заключение

Для изготовления материальной продукции в условиях виртуального производства необходима реализация всех технологических этапов с включением в технологическую среду производственных систем, способных их реализовать.

Применение виртуального информационного пространства значительно расширяет возможности реальных производственных структур и технологических систем. Особенно это эффективно при организации выпуска новой научно-технической продукции.

Чтобы достичь должного уровня взаимодействия промышленных автоматизированных систем, требуется создание единого информационного пространства не только на отдельных предприятиях, но и, что более важно, в рамках объединения предприятий.

Использование новых компьютерных и информационных технологий не является основой виртуального предприятия. Главным является единое информационное пространство, под которым понимается совокупность методов и средств поиска, сбора, хранения, обработки, анализа и передачи внутренней и внешней информации,требующейся для функционирования виртуального предприятия и принятия совместных управленческих решений. При формировании виртуального предприятия отсутствуют материальные изменения в распределенной производственной системе, а информация о ее структуре формируется, обрабатывается и хранится в информационной системе, такая технологическая среда является виртуальной и при этом обеспечивается значительное сокращение сроков ее создания. Информация о параметрах агентов распределенной производственной сети может быть представлена в электронном виде и распространена с помощью различных информационных сетей.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.