Введение к работе
Актуальность темы. Нынешнее состояние промышленных предприятий характеризуется следующими .факторами:
структура основных фондов не соответствует требованиям современной экономики - централизованно планируемая экономика предусматривала создание крупных предприятий, рассчитанных на массовое производство изделий ограниченной номенклатуры, не востребованных з настоящее время з полном объеме:
состояние активной части основных фондов характеризуется преобладанием физически изношенного (до 70-80 %), морально и экономически устаревшего оборудования:
на действующих производствах существует избыток производственных плошадей, социальной инфраструктуры и т.д.:
в целом технический уровень производства и состояние организационной структуры не позволяют в подавляющем большинстве случаев зы-пускать конкурентоспособную продукцию.
Выходом из такого состояния может быть реструктуризация предприятий, совмещенная с техническим перевооружением.
Для российских условий реструктуризация является новым явлением, под которым понимают комплекс мероприятий, направленных на изменение номенклатуры и объемов выпускаемых изделий, снижение себестоимости выпускаемой продукции с целью повышения технико - экономических характеристик производств и изделий до уровня лучших отечественных и зарубежных аналогов и обеспечивающих необходимую хтя инвестора эффективность. Наиболее важной и трудной проблемой в этом процессе является выбор такого соотношения набора производств, номенклатуры зыпускаемьгх изделий и их объемов, чтобы выполнить существующие ограничения, связанные с объемно - планировочными решениями, наличием производственных и вспомогательных площадей, инженерной инфраструктурой, а также условиями финансирования.
Техническим перевооружением действующих производств называют комплекс мероприятий по повышению до современных требований технического уровня отдельных производств, участков, установок, агрегатов и так далее в результате замены устаревшего оборудования современным и улучшения организации произаодства. при этом наиболее важным этапом является выбор структуры технологического оборудования.
Актуальность темы определяется необходимостью разработки эф-
фективных моделей, методов, алгоритмов и на их основе средств автоматизированной разработки проектов реструктуризации и технического перевооружения действующих производств. Проблеми усугубляется тем. что из-за отсутствия инвестиций в производственную сфер)' распались или потеряли в значительной степени свой потенциал многие проектные организации. Это совпало с переходом на новое поколение вычислительной техники: ЕС и СМ ЭВМ, которыми были оснашены многие проектные организации, списаны из-за морального старения и резкого повышения эксплуатационных затрат: фонд программного обеспечения, который создавался для них ранее во многом за счет централизованного финансирования, переработать на новые технические средства не удалось, причем, это. в первую очередь, касается наиболее сложных систем, к которым относятся прежде всего системы технологического проектирования. Вторая причина -относительная для нашей страны новизна проблемы и недостаточная разработка теоретических вопросов.
Основные результаты работы получены автором при выполнении научно - исследовательских и опытно - конструкторских работ по целевой программе ОЦ.027. задание ОЦ.027.07 "Создать новые и развить дей-ствутошие системы автоматизированного проектирования (САПР) для автоматизации работ в проектных организациях", утвержденной Госпланом СССР. ГКНТ и АН СССР, и соответствуют одному из основных направлений Воронежского государственного технического университета "Разработка САПР и автоматизация производства".
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка системы автоматизированной разработки проектов реструктуризации су-шествуюшнх предприятий, совмещенной с техническим перевооружением, и позволяющей осуществлять выбор вариантов проекта с технико - экономическими показателями, обеспечивающими конкурентоспособность продукции.
Для достижения цели в работе решаются следующие задачи исследования.
анализ процесса разработки проектов реструктуризации предприятии, требующих проведения техперевооружения. определение состава показателей, характеризующих их эффективность:
разработка оптимизационной модели выбора вариантов производственной программы для проектов реструктуризации предприятий в условиях рыночной экономики, тпебуюшей гибкое її оперативное изменение производственной программы предприятия в соответствии со спросом:
выполнение анализа су шествующего процесса разработки технологической части проектов технического перевооружения, выявление его особенностей, источников информации и взаимосвязей между этапами этого процесса;
исследование оптимизационной модели выбора структуры технологического оборудования и метода поиска наилучшего значения целевой ' функции при заданной системе ограничений;
разработка метода, позволяющего принимать решения о выборе варианта проекта в условиях риска и неопределенности;
обоснование модели информационного обеспечения, обеспечивающей представление всех используемых в системе типов данных, и структуры баз данных в условиях многовариантности объектов проектирования;
разработка метода и алгоритмов управления процессом автоматизированного проектирования в условиях коллективного пользования системой;
применение математических моделей, методов и алгоритмов для разработки системы автоматизированной разработки проектов реструктуризации предприятий.
Методы исследования. Решение изложенных выше задач выполнялось с использованием теории множеств и теории графов, методов вычислительной и комбинаторной математики, имитационного моделирования, методов линейного, нелинейного и дискретного программирования. Достоверность теоретических исследований проверена и подтверждена данными эксперимента на моделях и результатами, полученными при использовании системы для разработки проектов реструктуризации действующих производств.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, которые выносятся на защиту и характеризуются научной новизной:
методологические основы автоматизированной разработки проектов вариантов реструктуризации предприятий, совмещенной с их техническим перевооружением, основанные на модели оптимальной производственной программы, отличающейся возможностью получения как полностью, так и частично целочисленного плана;
оптимизационная модель и оригинальный метод поиска вариантов структуры технологического оборудования при техническом перевооружении, учитывающий аддитивность целевой функции, в качестве которой ис-
пользован показатель приведенных затрат;
исследования видов рисков, возникающих при разработке проектов реструктуризации предприятий, и метод принятия решений в этих условиях;
информационное обеспечение САПР на основе реляционной модели представления данных, позволяющей моделировать все структуры, используемые в данной предметной области;
комбинаторный метод и алгоритмы решения прямой и обратной задач управления процессом автоматизированного проектирования в САПР, структура которых описывается ориентированным графом с процедурами в вершинах и ребрами, означающих информационные связи между ними, для условий коллективного использования системы;
САПР реструктуризации предприятий в сочетании с их техническим перевооружением.
Практическая ценность. Представленные в диссертации исследования являются результатом научной работы, проведенной в Воронежском государственном союзном проектном институте в рамках госбюджетных и хоздоговорных работ по планам важнейших работ ГКНТ СССР и МЭП. Они нашли отражение в 13 отчетах по НИР, в которых автор был руководителем работ. Практические результаты выполненных в диссертации исследований можно разделить на две части. В научном плане развитые и разработанные принципы, модели и алгоритмы являются основой математического обеспечения САПР реструктуризации и технического перевооружения промышленных предприятий и были использованы для разработки программного обеспечения системы. Прикладное значение работы связано с созданием ряда программных средств, ориентированных на проектировщиков объектов строительства с предоставлением 'им средств оптимального проектирования и позволяющих на начальных стадиях выбирать варианты проектных решений с необходимыми технико-экономическими показателями.
Реализация и внедрение результатов работы. Цаучные результаты нашли отражение в материалах НИР и ОКР. проводимых под руководством автора: НИР "САПР-ПРОЕКТ. Технический проект САПР-проект". 1982 г.; НИР "САПР-ПРОЕКТ. Разработка первой очереди САПР", 1-й этап -1983 г., 2-й этап - 1984 г.: ОКР "САПР-ПРОЕКТ. Разработка рабочего проекта первой очереди САПР", 3-й этап. 1985 г.; НИР "Разработка по укрупненным показателям вариантов техперевооружения действующих производств с применением ЭВМ" (номер госрегистрации У89406). 198? г.:
НИР "ИДЕОЛОГИЯ. Разработка комплексно - целевоіі программы по автоматизации проектно- конструкторских работ объектов строительства и гибких производственных систем", 1985 г.: НИР "Техперевооруженне-86. Разработка технического проекта подсистемы автоматизированного проектирования технического перевооружения действующих предприятии (ТПДП)", 1987 г.; ОКР "Техперевооружение-87. Разработка рабочего проекта программной системы технико - экономических расчетов, обосновывающих хозяйственную необходимость ТПДП", 1988 г.; ОКР "Техперевооружение-88. Внедрение подсистемы автоматизированного проектирования ТПДП в институтах ПКО "Союз-электронпроект", 1989 г.
Кроме того, по плану важнейших работ ПКО "Союзэлектронпроект" под руководством автора выполнены ОКР "ЗАДАЧА-85" - "ЗАДАЧА-89" -"Разработка", корректировка и внедрение алгоритмов, программ и спра-вочно - информационного фонда автоматизации проектирования". 1986-1989 гг.
Ряд полученных научных результатов включен в учебное пособие и используется в учебном процессе кафедры САПР и ИС Воронежского государственного технического университета по курсу "Разработка САПР" для студентов специальности 220300 "Системы автоматизации проектирования".
Экономический эффект от внедрения результатов работы составил в 1981-1990 гг. 605.74 тыс. р. в ценах 1984 года, в 1997 году экономический эффект в сумме 340.0 млн р. в текущих ценах получен при разработке проекта технического перевооружения производства ограждающих конструкции жилых крупнопанельных зданий с применением пенополистирольных плит в связи с доведением их теплотехнических свойств до требований СНиП П-3-79.
Апробация работы. Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались более чем на 20 Международных. Всесоюзных, республиканских, региональных и отраслевых научно-технических конференциях, симпозиумах, совещаниях и семинарах, в том числе на: Всесоюзной школе-семинаре по структурной адаптации сложных систем управления (г.Воронеж, 1977); межотраслевом семинаре "Разработка и внедрение машинных методов проектирования объектов строительства". ЦНИИ "Электроника" (Москва, 1977); Всесоюзном совещании "Оптимизация и проектирование человеко-машинных систем" (г.Воронеж. 1980); Всесоюзном семинаре "Применение автоматизированных систем в проектировании объектов строительства" (г.Новосибирск. 1981); Регио-
нальном семинаре "Автоматизация проектирования и программирования задач в народном хозяйстве" (г.Воронеж, 1981); Межотраслевом семинаре "Опыт внедрения систем автоматизированного проектирования объектов капитального строительства", ВДНХ СССР, 1982; ХХ-ХХ111 научных конференциях Воронежского технологического института (г.Воронеж, 1980-1984); научно-практической конференции Ленинградского района г.Москвы "Системы автоматизированного проектирования и их.информационное обеспечение" (Москва, 1985); ежегодных научных конференциях профессорско - преподавательского состава Воронежского государственного технического университета и семинарах кафедры САПР и ИС ВГТУ 11993-1997 гг.), Международной научной конференции "Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных . технологий" (г.Сочи, 1997); Всероссийском совешании-семинаре "Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине" (г.Воронеж, 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 35 научных работ, в том числе 3 книги.
