Введение к работе
Актуальность темы.
В развитии рынка наукоемкой продукции значительная роль отводится предприятиям малого и среднего бизнеса. Главной особенностью малого предприятия является быстрая ориентация на изменения потребности рынка. Высокая мобильность этих предприятий позволяет сократить время и издержки изготовления новых узлов и комплектующих с новыми конкурентными преимуществами. Для повышения конкурентных преимуществ изделий требуется применение новых технологий и высокотехнологичного оборудования, позволяющего повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции. В то же время, малые предприятия, как правило, обладают слабой материальной базой, малыми оборотными средствами, работают на условиях аренды и не имеют возможности приобретать дорогие универсальные пакеты САПР, АСТПП, АСУП. В этих условиях малому предприятию необходимо быстро найти эффективное технологическое решение новой задачи. Классическим путем решения таких задач является кооперация производственной деятельности. Объектом кооперации является технологический процесс, а эффективность кооперации определяется учетом интересов каждого участника кооперации.
На сегодняшний день полный анализ вариантов кооперации затруднен ввиду отсутствия актуальных данных о технологических возможностях предприятий региона, наличии необходимого оборудования, загрузке оборудования, обеспечения необходимыми материалами и специалистами. Сложившаяся ситуация приводит к простою дорогостоящего оборудования, реализации неоптимальных технологических решений, повышению издержек производства и снижению его эффективности. Большой вклад в разработку теоретических и практических положений создания интегрированных информационных систем поддержки производственной деятельности внесли Б.Я. Советов, В.В. Цехановский, В.Д. Боев, В.И. Молочник, А.А. Миронов, Е.И. Яблочников, СВ. Сумароков и другие. В то же время комплексное решение этой задачи только создается. В диссертационной работе рассматриваются проблемы построения автоматизированной системы технологической поддержки предприятий малого и среднего бизнеса (АСТППМСБ), которая обеспечивает возможность оперативного поиска вариантов производственной кооперации с учетом индивидуальных требований предприятий.
Целью работы является повышение технологичности конструкторских решений предприятий малого и среднего бизнеса, с помощью автоматизированной информационной системы технологических возможностей предприятий региона.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:
проведён анализ существующих корпоративных информационных систем подготовки производства и систем поддержки субконтрактинга, обеспечивающих кооперацию промышленных предприятий и формирование единого информационного пространства;
разработаны функциональные модели процессов описания технологических возможностей предприятий, описания заказа в форме технологического процесса (ТП) и поиска вариантов реализации заказа в условиях кооперации промышленных предприятий малого и среднего бизнеса;
разработаны представление технологических возможностей в форме реляционных отношений и проблемно-ориентированный язык управления данными;
разработана методика поиска вариантов реализации технологического процесса для автоматизированной информационной системы технологических возможностей предприятий региона;
разработаны и проанализированы алгоритмы поиска вариантов исполнения ТП с учетом индивидуальных требований предприятий.
разработана архитектура системы и требования к организации управления данными АСТППМСБ;
выполнена программная реализация АСТППМСБ.
Объектом исследования является информационное и программное обеспечение автоматизированной системы технологической поддержки предприятий малого и среднего бизнеса.
Предметом исследования являются модели данных технологических возможностей предприятий, технологических процессов и методы обработки данных.
Методы исследования. При решении научных и практических задач использован аппарат теории множеств, реляционной алгебры, функционального моделирования и синтеза информационных систем. Корректность разработанных методов и средств подтверждается практической реализацией системы и близостью значений теоретических и экспериментальных результатов.
Результаты, выносимые на защиту, и их научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, обладающие научной новизной. Требования к автоматизированной системе технологической поддержки предприятий малого и среднего бизнеса, позволяющие разработать информационную систему, обеспечивающую возможность оперативного поиска вариантов производственной кооперации с учетом индивидуальных требований каждого предприятия.
Представление технологических возможностей предприятия в форме реляционных отношений, реализующее принцип открытости и функциональной целостности. Его реализация позволяет описывать ранее не применявшиеся типы и модели оборудования без рефакторннга системы.
Проблемно-ориентированный язык описания технологических возможностей, ТП, реализующий полнофункциональный набор реляционных операторов управления отношениями, обеспечивающий унифицированное описание технологических возможностей и ТП, для выполнения автоматического поиска всех вариантов реализации заказа.
Методика и алгоритмы поиска вариантов реализации производственной кооперации, обеспечивающие интерактивный процесс поиска вариантов реализации технологического процесса по выбранным критериям с учетом индивидуальных требований предприятия-заказчика.
Теоретическая значимость работы заключается в разработке модели представления технологических возможностей промышленного предприятия, языка описания технологических возможностей и технологических процессов, методики поиска вариантов реализации технологического процесса в условиях промышленной кооперации. Полученные результаты использованы при построении АСТППМСБ.
Практическая значимость работы состоит в разработке:
архитектуры программного обеспечения АСТППМСБ;
схемы базы данных АСТППМСБ;
алгоритмического и программного обеспечения методов поиска вариантов выполнения заказов;
программной реализации механизма управления классификаторами оборудования, операций и переходов;
программной реализации механизма управления заказами;
- человеко-машинного интерфейса пользователей АСТППМСБ.
Разработанные программные средства составляют рабочую версию АСТППМСБ.
Система обеспечивает удаленный доступ и оперативное взаимодействие пользователей при создании технологического процесса, что сокращает сроки разработки и повышает загрузку производственных мощностей предприятий.
Реализация результатов. АСТППМСБ реализована при выполнении государственного контракта 396-08/ОГЗ от 20.11.2008. (Государственный заказчик -Комитет экономического развития, промышленной политики и торговли СПб). Научные и практические результаты работы использованы в учебном процессе СПбГПУ при подготовке специалистов по направлениям 150400 «Технологические машины и оборудование и внедрены на трёх промышленных предприятиях.
Апробация работы. Основные научные результаты были доложены на научно-практическом семинаре выставки «Российский промышленник» (Санкт-Петербург, 2008); практическом семинаре выставки «Петербургская техническая ярмарка» (Санкт-Петербург, 2009 ); Международной научно-методической конференции СПбГПУ (Санкт-Петербург, 2009); XIV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах» (Санкт-Петербург, 2009); XXXIX Международной научно-практической конференции «Неделя науки СПбГПУ». (Санкт-Петербург, 2010); XVIII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке» (Санкт-Петербург, 2011); Фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых северо-запада «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Санкт-Петербург 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 работ, объемом 3,25 п.л листа в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК две работы объемом 1,25 п. листа.
Личный вклад автора. Основные теоретические результаты работы получены автором лично. Архитектура системы, схема базы данных, алгоритмы управления ТП и справочниками, а также алгоритмы поиска вариантов реализации ТП разработаны автором самостоятельно. Программное обеспечение АСТППМСБ разработано в соавторстве с коллективом лаборатории АСУ СПбГПУ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, двух приложений, содержащих в т.ч. три акта о внедрении результатов работы. Список использованной литературы содержит 89 наименований. Текст диссертации изложен на 129 страницах машинописного текста и содержит 62 рисунка и 5 таблиц.
