Введение к работе
Актуальность исследования. Металлургическая отрасль занимает особое место в производстве, предопределяя темп его развития. В современных условиях международного разделения труда одной из отраслей специализации России является национальная металлургическая промышленность. Продукция российской металлургии составляет значительную часть в мировом производстве металлов, поставляя на экспорт около 80% от общего производства. Эффективность функционирования металлургической отрасли в большей степени зависит от их структурно-функциональной организации, от полного набора методов н средств контроля и управления.
Известно, что эволюционность развития определяется организацией инновационных процессов создания нововведений на уровне новых технологий, организационных форм управления и принятия решений в сложных, многоальтернативных производственных ситуациях.
Устойчивое развитие металлургического производства определено динамикой его автоматизации н включает в себя все фазы инновационного процесса: иселедование-проектіфование-техиологическая подготовка пронзводства-производство-эксплуатацию (ИПЭ). Это предполагает разработку методов и средств организации и управления каждой составляющей данного процесса, применение развитых прогрессивных технологий и высокопроизводительных средств производства трудо - и фондосберегающего тиши
В инвестиционном процессе на стадии освоения и внедрения нововведения особую роль играет уровень технологической подготовки производства (ТПП), на котором осуществляется теоретико-практическая реализация научно-исследовательских и опытно конструкторских работ (НИОКР).
Интенсификация производства может быть осуществлена только при обеспечении комплексной автоматизации всех производственных процессов в
цикле ИПЭ, при промышленном создании и внедрении нововведений, относящихся, как к технологии, так и к новым изделиям.
Металлургическое производство (МП) относится к сложным технологиям. На фазе «производства» комплексная автоматизация реализуется в виде гибких производственных систем (ГПС), основными свойствами которых являются гибкость (адаптивность), автоматичность (аятоматизированность), комплексность.
Строгое логико-формальное описание производства, оценка его потенциальных возможностей и, в связи с этим, адаптационных свойств и гибкости в перестройке своих структурных, алгоритмических и параметрических характеристик, является важной задачей рационализации производства.
Внедрение гибких технологий и интегрированного производственного
комплекса (ИПК) в целом обеспечивает при высоких темпах развития и эффек
тивности производства существенное сокращение трудовых ресурсов: приме-
ненне высокопроизводительных средств производства, возможность соблюде
ния более строгих логико-формальных правил и нормативов в организации
производства, в большей степени исключает возникновение стохастической
неопределенности, приводящей к алгоритмическим, организационным и
аварийным простоям, существенное повышение эффективности внедрения и
сокращения сроков нововведений, сбережение основных и оборотных произ
водственных фондов. Данные позиции демонстрируют технологию производст
ва трудо -, фоццо -, времясберегающего типа, повышение качества нововведе
ний (технологии и новых изделий), существенные социальные изменения в со
ставе работников.
Требования к процессу создания новых технологий при критериальной обоснованности, в частности, повышения надежности в полном наборе влияющих па эффективность факторов и параметров привели к необходимости применения системного анализа с учетом трех уровней исследования: предмет-метод-средство, в виде трех системных категорий: обработки,
хранения, транспортирования. Металлургическое производство необходимо представить упорядоченной структурированной системой параметров, и на организационно-техническом уровне формализовать его как информационную систему обмена и обработки данных. Особое важное место в исследовании сложных МП занимает обеспечение надежности, которое при наличии сложной структурно-функциональной организации определяет технологическую и, следовательно, экономическую эффективность всего производства в целом.
Степень разработанности проблемы. Теория адаптивных ПС, при обеспечении их надежного функционирования была доминирующей темой исследований 25-30 лет назад в период интенсификации производства. Исследования в области создания и совершенствования автоматизированных производств (АЛ) на базе комплексной автоматизации (КА) в стране были начаты в 80-« годы. В связи с политическими и социально-экономическими изменениями внедрение комплексной автоматизации существенно замедлилось. Назрела проблема перестройки управления экономикой ыа основе всесторонней рационализации производства с переходом на интенсификацию. Стало необходимым изменение организационно-технологических форм предприятия, проведение реструктуризации производства. Это предполагает разработку новой техники и технологии на базе автоматизированных систем: научных исследований (АСНИ), проектирования (САПР), технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизации производства (АП), в частности гибкого автоматизированного производства (ГПС). Восемнадцать лет назад в Норильском промышленном районе (НИР) были развернуты работы по созданию ИПК МП с включением всех фаз инновационного процесса: научная проработка осуществлялась Норильским индустриальным институтом (НИИ) под руководством профессора Шульгина В.А., а строительство автоматизированного завода (ГПС) планировалось в городе-спутнике Талнахе. В результате экономического кризиса промышленное строительство ГПС не состоялось, а целевые программы по АСНИ, частично САПР и АСТПП продолжались в рамках НИИ по госбюджетной тематике:
публиковались монографии, сборники трудов, защищались диссертации. С 2003 года работы по КА МП НПР активно возобновились по модифицированной целевой программе, в которой особое место уделялось надежности функционирования всех элементов ПС и производства в целом. Диссертационная работа является частью данной программы.
Значимость исследований в области комплексной автоматизации и недостаточность разработок по обеспечению надежности на стадиях технологической подготовки производства и автоматизированного производства обусловили выбор темы диссертационной работы, постановку ее целей и формулирование задач.
Целью работы является разработка оптимальных адаптивных механизмов функционирования экспериментального металлургического производства, обеспечивающих надежность его функционирования на стадии эксплуатации. Л так же формирование организационных программ по реализации данных алгоритмов на металлургических предприятиях.
Основные задачи:
-
Анализ инновационного развития действующих металлургических предприятий Норильского промышленного района.
-
Формализованное представление фаз «технологическая подготовка производства» и «опытное производством в инновационном цикле, их роль по обеспечению функциональной надежности производственных систем в целом.
-
Разработка алгоритмов обеспечения надежности производственных систем на стадии экспериментального производства. Формирование программ управления производством в заданных режимах.
-
Разработка оптимального алгоритма переналаживаемости экспериментального производства; разработка организационно-технологических мероприятий, обеспечивающих реализацию оптимального алгоритма по критериям экономической эффективности.
-
Анализ алгоритмов повторного эксперимента а автоматизированном режиме, в условиях превышения ошибки или сбоя при функционировании производственных систем; разработка организационно-технологических мероприятия, реализующих данные алгоритмы.
-
Разработка организационно-технологического мероприятия по практической реализации оптимального алгоритма многократного обслуживания.
-
Разработка организационных положений по реализации основ адаптивного контроля и управления экспериментальным металлургическим производством.
Объект, н предмет исследования, Объектом исследования являются металлургические предприятия Норильского промышленного района, организация экспериментального производства и управления в динамических ' условиях использования адаптационных механизмов производственных систем.
Предметом исследования являются методы и модели принятия решений в организации управления экспериментальным производством при осуществлении адаптивных организационно-технологических изменений.
Методы исследования. Теоретическую и методическую основу диссер
тационного исследования составляют работы отечественных н зарубежных
ученых в области системного анализа, применимо к динамике развития иннова
ционных процессов в металлургическом производстве, '
В ходе исследования применены методы системного анализа, теория адаптации, теория массового обслуживания, основы организации производства, теория первого достижения границ случайными процессами, методы организационно-экономического анализа и синтеза, метод «(вложенных моделей».
В работе графически представлены организационные мероприятия по управлению металлургическим производством в процессе анализа и синтеза.
Основные результаты исследовании, полученные лично автором, выносимые на зашиту, их научная новизна. В исследовании дано обоснование системного подхода по созданию и совершенствованию процесса комплексной
автоматизации металлургического производства Норильского промышленного района; предлагаемые исследования представляют собой новую научно-практическую задачу, решение которой является особенно актуальным для районов Крайнего Севера.
На защиту выносятся основные положення и результаты исследования, полученные лично автором:
Результаты анализа экспериментального металлургического производства Норильского промышленного района с целью разработки программы по его совершенствованию;
Усовершенствованная системная модель расширенного воспроизводства с учетом всех основных фаз инновационного процесса, в частности фазы «Технологическая подготовка производства»;
Программы комплексной автоматизации инновационного процесса, с особым выделением фазы ТПП и ее отличительных признаков по целевому назначению планирования эксперимента с целью повышения надежности производственных систем в автоматизированном режиме;
Методика расчета оптимальной производительности переналаживаемого производства и его экономическую эффективность;
Методика расчета оптимального алгоритма повторного обслуживания при различных внешних и внутренних условиях-ограничителях. Программа реализации в производстве данного оптимального алгоритма повторного обслуживания.
Комплексная организационно-технологическая программа, включающая в себя полный набор перечисленных организационно^гехнологических мероприятий.
Практическая ценность результатов исследования состоит в возможности их использования на металлургических предприятиях в условиях их инновационной динамики автоматизации производства.
Результаты диссертационного исследования были использованы в научных и технологических разработках НИИ при обосновании и нахождении рациональных путей автоматизации МП Норильского промышленного района.
Разработанные в диссертации адаптивные алгоритмы повторного эксперимента могут служить основой для создания соответствующих пакетов прикладных программ (ППП); предложенная процедура графического анализа расчета процедуры повторного эксперимента может быть использована для построения блок-схем соответствующих задач анализа и синтеза.
Разработанные алгоритмы, расчеты и выводы, полученные в диссертации, вошли в учебное пособие «Организационно-технологическое проектирование адаптивных производственных систем», которое использовано в курсах «Экономика и организация производства» и «Системный анализ». Пособие рекомендовано студентам Горно-металлургического факультета при выполнении студентами научно исследовательских работ, слушателям факультета повышения квалификации, аспирантам соответствующих специальностей.
Апробация результатов исследования, По результатам исследования автором сделаны доклады и сообщения на региональных научно-технических конференциях, проводимых в Норильске (2004,2006 г .г.), на ежегодных научно-практических конференциях в Норильском индустриальном институте {2004 -200бг.г.), на научно-методических семинарах при факультете Экономики и организации производства (2004гл\)
Основные результаты разработок диссертации включены в лекционные курсы «Экономика и организация производства» и «Системный анализ», в разработки практических занятий по указанным курсам.
Методическое пособие «Организационно-технологическое обеспечение металлургического производства в Норильском промышленном районе» включено в план издания 2007 года.
Автор руководит секцией научно-практического семинара на Горнометаллургическом факультете, по теме: «Адаптивные механизмы обеспечения надежности в производственных системах».
Разработана целевая программа тематических исследований по принципу: диссертация - дипломный проект - курсовая работа - коїггрольная работа.
Публикации. Основные результаты исследования соискателя отражены в 9 публикациях общим объемом 2,3 пл.
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии. Общий объем диссертации - 157 страниц, включая 12 таблиц, 19 рисунков, 210 наименований использованной литературы.
