Организационно – управленческие технологии создания и технического обслуживания морской техники Богданов Александр Евгеньевич

Введение к работе

Актуальность темы исследования

В зарубежной науке и практике накоплен значительный объём исследований по вопросам организации, управления процессами создания и технического обслуживания технически сложной техники, как правило – изделий машиностроения. Однако при создании отечественных автоматизированных систем управления производством (АСУ) в судостроительной отрасли имеет место необоснованное копирование моделей управления полного жизненного цикла (ПЖЦ). Для морской техники (МТ) имеют место случаи применения нормативно – технической документации (НТД), используемой странами НАТО в другой нормативно-технической и нормативно-правовой среде (как правило, авиационной техники). Значительный объём применяемого зарубежного программного обеспечения в российском судостроении не сертифицирован на требования НТД РФ (например, выполнение требований ФСТЭК), и переход на отечественное программное обеспечение, без потери функциональности уже применяемых систем управления предприятиями РФ, представляет проблему, требующую разрешения.

В рамках действующей НТД РФ, для бизнес-процессов судостроительного / судоремонтного комплекса (ССРК) ощущается острая потребность в методологии моделирования гетерогенной производственно-экономической среды (ПЭС), обеспечивающей управление бизнес-процессами создания, технического обслуживания и ремонта МТ. Эта методология должна обеспечивать наследственность применения уже исторически применяемых методов управления ССРК, сложившихся при автоматизации процессов управления в РФ, а также повысить эффективность процессов управления, уже сформированных многомерных объектов и субъектов управления ССРК. При этом наблюдаются как параллельность применения методологий развития АСУ ССРК в области системной инженерии, так и различные трактовки применяемого понятийного аппарата. Возникла проблема формирования методологии взаимодействия видов представлений семейства моделей управления МТ, ССРК при их создании и техническом обслуживании на ПЖЦ, которые невозможно обрабатывать и интегрировать за счет применения единого программного обеспечения.

В судостроении исторически образовались специфические виды производств (например, корпусообрабатывающее производство, корпусостроительное, стапельное, механомон-тажное, достроечное, монтаж кабельной продукции, электрорадиоаппаратуры и др.), которые накладывают особые технологические требования на регламенты последовательности работ, учёт и отнесение видов ресурсов при создании и техническом обслуживании МТ. Основным объектом создания и технического обслуживания являются судовая система или комплекс, насчитывающие до 17 уровней «входимости» комплектующих изделий, работ, услуг, как составная часть в структуре ещё более иерархически сложной системы – МТ.

Совершенствование и повышение эффективности процессов управления ССРК при создании МТ, на базе реализации задач автоматизации бизнес-процессов, усложняются особыми условиями взаимодействия моделей управления ССРК. Требуются разработка и применение специального класса организационно-управленческих технологий, которые обеспечат представление и взаимодействие моделей объектов управления в виде МТ, ССРК для реализации регламентов субъектами управления.

Степень разработанности темы исследования

Интенсивно развивающиеся методы моделирования многоуровневых объектов управления используют разнообразные модели бизнес-процессов и инструментарий их представления, которые следует отнести, по мнению соискателя, к области искусственного интеллекта. Особого внимания заслуживают монография Шаламова А.С., диссертация Кульга К.С., а также результаты других исследований, выполненных: Волковой В.Н., Емельяновым А.А., Судовым Е.В., Тереховым С.А., где раскрыты математические модели организационно - технических (ОТС), организационно-экономических (ОЭС), информационно-управляющих систем (ИУС) технически сложных изделий машиностроения на специализированных рабочих местах. В условиях ССРК в отличие от машиностроительного производства технологическое оборудование и персонал верфи «проходят сквозь изделие», где применить метод пооперационного выделения процессов в замкнутом пространстве невозможно. На основании анализа выполненных НИОКР и реализованных проектов автоматизации управления ССРК выявлено, что:

1. применение АСУ автоматизации проектных работ (CAD/ CAM/ CAE) для МТ, предназначенных для машиностроения и приборостроения, не в полной мере удовлетворяет процессы проектирования судовых систем, требуется представление параметрических характеристик судовых конструкций и систем;

2. контуры функционирования компонентов АСУ верфи: ERP, МRP, MES и др. не обеспечивают требуемого уровня их интеграции для достижения полной функциональности МТ на этапах её ПЖЦ, без применения специального класса PDM, PLM систем;

3. границы применения, степень проникновения предлагаемых компонентов специализированных программных комплексов в составе АСУ верфи и их применения на ПЖЦ МТ научно не обоснованы;

4. предлагаемые модели и методы управления информационными ресурсами с использованием реляционных СУ БД весьма примитивны для судостроения, не отражают требований по представлению информации в динамике изменения структурированных данных, как «поведенческие аспекты» объекта управления (МТ, ССРК) для использования в процессах их создания и технического обслуживания.

Все это определяет наличие значительного функционального, информационного, организационного разрывов для формирования и реализации единства процессов управления созданием, техническим обслуживанием МТ. Тему диссертации определяет необходимость:

5. формализации и обобщения комплекса научных знаний, достигнутого уровня развития методов управления и организации взаимодействия многоуровневых объектов управления (МТ, ССРК);

6. систематизации теоретических знаний, в виде упорядоченной и организованной системы закономерностей, принципов, устанавливающих связи взаимодействия между объектами и субъектами управления при создании и ТОиР МТ;

7. разработки и апробации организационно-управленческих технологий создания и технического обслуживания морской техники.

Требуются разработка и применение специального класса организационно - управленческих технологий, которые обеспечат повышение конкурентоспособности МТ на внутреннем

и внешнем рынках, при регламентированном взаимодействии объектов и субъектов управления (МТ, ССРК) в производственно-экономической среде верфи.

Цели и задачи исследований

Объектом исследования выбрана предметная область организации и управления верфью через субъектно-объектное взаимодействие бизнес-процессов, при создании и обслуживании МТ, отвечающей требованиям отечественного и зарубежного рынков.

Предметом исследования являются теория и методология проектирования бизнес-процессов, реализуемых на объектах управления (МТ, ССРК) субъектом управления, с учётом применения современного инструментария обработки информационных данных, которых не было даже десять лет назад.

Цель выполненных исследований – обеспечение конкурентоспособности МТ, при повышении качества процессов управления и сокращении издержек на этапах её ПЖЦ при создании и техническом обслуживании МТ в составе АСУ ССРК, за счёт широкого применения организационно-управленческих технологий.

Задачи исследования процессов управления ССРК предусматривали:

8. систематизацию, обобщение комплекса теоретических и научных знаний для установления закономерностей субъектно-объектных взаимодействий объектов (МТ, ССРК) и многоуровневых субъектов управления верфи по видам их представлений во исполнение требований Заказчика для обеспечения заданной функциональности МТ на этапах её ПЖЦ;

9. исследование закономерностей субъектно-объектных взаимодействий субъектов управления бизнес-процессов, регламентов их реализации объектами управления (МТ, ССРК), в части: применения понятийного аппарата, границ применения предлагаемых методов их представления, методов количественной оценки, методологии структуризации целей предлагаемых регламентов управления в составе триединства ОТС, ОЭС, ИУС, на базе применения организационно-управленческих технологий;

10. разработку методологии проектирования информационного взаимодействия субъектов управления, отображающей закономерности функционирования, развития систем управления верфью, отвечающих требованиям Заказчика;

11. определение основных свойств, регламентов, границ применения предлагаемых методов организации и управления верфью, отражающих сущности субъектно-объектных отношений при моделировании бизнес-процессов, интеграции механизмов функционирования подсистем автоматизированного управления;

12. апробацию методов применения ОТС, ОЭС, ИУС на базе использования организационно-управленческих технологий, а также их интеграцию и параметрическую оценку предлагаемых математических моделей, в виде интегрированной информационной системы управления, на примере отдельного ССРК, с целью повышения конкурентоспособности МТ, качества процессов управления и сокращения издержек на этапах её ПЖЦ;

13. выработку перспективных направлений развития автоматизации бизнес-процессов ССРК, на базе организационно-управленческих технологий, гармонизированных с международными и российскими требованиями к АСУ при создании и техническом обслуживании технически сложных изделий МТ.

Научная новизна исследований

Обеспечено развитие теории, методологии, проектирования моделей управления бизнес-процессов создания и технического обслуживания МТ. Выполнена разработка методических положений автоматизации процессов управления на СРРК, с использованием инструментария искусственного интеллекта, на основе которых:

14. впервые научно обоснован и доказан подкласс организационно-управленческих технологий в теории управления многоуровневых, иерархических моделей, бизнес-процессов, регламентов поведения объекта (МТ, ССРК) и субъекта управления в производственно-экономической среде верфи;

15. разработаны методологии проектирования процессов организации и управления верфью на базе структуризации целей, описания механизмов формирования бизнес-процессов организации и управления верфи по видам её представлений, позволяющие связать в инвариантные модели ОТС, ОЭС, ОИС по уровням абстрагирования в информационных базах данных;

16. апробированы в промышленных условиях базовые положения, методология проектирования взаимодействия объектов и субъектов управления в структуре многоуровневых ОТС, ОЭС, ИУС, на основе синтеза моделей иерархического взаимодействия бизнес-процессов по видам их представлений;

17. предложенные методы применения организационно-управленческих технологий впервые позволили применить на ССРК системные решения управления комплексом бизнес-процессами создания и технического облуживания МТ, при взаимодействии многоуровневых субъектов управления.

Полученные результаты исследований обеспечили повышение качества управления бизнес-процессами, при создании и техническом обслуживания МТ на её ПЖЦ. Это способствует повышению существующего уровня конкурентоспособности МТ и её компонентов на внутреннем и внешнем рынках.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты исследований позволили решить проблему создания научно-обоснованной алгоритмической методологии проектирования регламентов взаимодействия многоуровневых иерархических структур управления ССРК, обеспечивающих бизнес-процессы создания и технического обслуживания конкурентоспособных объектов МТ В частности:

18. введено понятие ОУТ в промышленности как технология реализации организационных мер автоматизации бизнес-процессов управления объектов (МТ, ССРК) субъектом управления, в виде регламентов выполнения операций и приемов, направленных в обеспечение функциональности объекта управления на этапах его ПЖЦ с номинальным качеством и оптимальными затратами, обусловленных текущим уровнем науки, техники;

19. исследованы и описаны методы, отражающие базовые и вспомогательные бизнес-процессы, регламенты и технологии их применения, при создании и техническом обслуживании МТ на этапах её ПЖЦ;

20. разработана методология интеграции типов АСУ ССРК (ОТС, ОЭС, ИУС) в ПЭС, функционирующих на нормативно-технической и нормативно-правовой основе РФ;

4. обоснована иерархическая структура взаимодействия бизнес-процессов, в составе ОТС, ОЭС, ИУС управления, обеспечивающих функционирование логистического механизма описания моделей объектов управления верфью, что позволяет представить их функциональные модели, связи;

5. предложены методы количественной оценки иерархического взаимодействия субъектов управления и параметра потребности ресурсного обеспечения через инвариант распределения трудозатрат на этапах ПЖЦ МТ.

Практическая значимость полученных результатов заключается в промышленной реализации разработанных теоретических и методологических положений, методов и моделей проектирования АСУ верфи, на основе инструментария искусственного интеллекта. Разработанная научно обоснованная иерархическая конфигурация ОУТ и регламенты их применения для ССРК обеспечивают:

1. наблюдаемость, полноту представления и управляемость бизнес-процессов создания и технического обслуживания МТ в ПЭС ССРК;

2. системное применение методологии проектирования бизнес-процессов, регламентов ОТС, ОЭС, ИУС требуемого качества управления для обеспечения конкурентоспособности МТ, в условиях применения информационно-коммуникационных технологий ССРК;

3. повышение качества применения бизнес-процессов, в виде оценки параметров специализации работ, услуг, выполняемых субъектами управления при создании и техническом обслуживании МТ.

На базе выполненных исследований и научно-обоснованных рекомендаций промыш-ленно внедрены основные бизнес-процессы, регламенты управления производственного комплекса, судостроительного \ судоремонтного предприятия.

Методология и методы исследования

В работе использованы теоретические и экспериментальные методы системного анализа сложных, многоуровневых систем в качестве теоретической и методологической основ моделирования бизнес-процессов гетерогенной ПЭС ССРК, обеспечивающей управление ПЖЦ МТ. В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, были использованы общенаучные методы и логические приемы, такие как: методы математического моделирования систем управления; методы системного и комплексного подхода к формированию и реализации технической политики развития бизнес-процессов управления и АСУ ССРК судостроительной отрасли. Также активно использованы сравнительный, экспертно-аналитический и логический анализ бизнес-процессов управления ССРК, статистические и графические методы представления данных. Применение вышеперечисленных методов и приемов позволило обеспечить обоснованность проведенного анализа, теоретических выводов и практических рекомендаций.

Положения, выносимые на защиту

Наиболее существенные научные результаты, полученные в процессе исследования лично автором и представленные к защите, заключаются в следующем:

4. впервые выявлен и доказан независимый класс теории управления многоуровневых, иерархических структур, отражающий поведение объекта (МТ и ССРК) и субъекта управления, в среде их информационного взаимодействия в виде ОУТ, как последовательности регулируемого взаимодействия компонентов различных классов многоуровневых АСУ верфи для удовлетворения требований Заказчика;

5. установлены закономерности субъектно-объектных взаимодействий объектов (МТ, ССРК) и многоуровневых субъектов управления верфи, по видам их представлений, для обеспечения заданной функциональности МТ на этапах её ПЖЦ. А именно: применение понятийного аппарата, границ применения ОУТ в предлагаемых методах их представления, количественной оценки, методологии структуризации целей, исследуемых регламентов управления моделью верфи в составе триединства ОТС, ОЭС, ИУС, которые невозможно описать математическими моделями в едином программном обеспечении;

6. предложена методология проектирования информационного взаимодействия субъектов управления, реализующая закономерности функционирования и развития реальных систем управления верфью, отвечающих требованиям Заказчика и уровню конкурентоспособности МТ для внутреннего и внешнего рынков;

7. результаты апробации предложенных методов применения ОУТ в составе ОТС, ОЭС, ИУС подтвердили обоснованность принятых допущений, а также возможности интеграции информационной системы управления, на примере отдельного ССРК, с целью повышения конкурентоспособности МТ, повышения качества процессов управления на этапах её ПЖЦ, выработки перспективных направлений развития процессов управления ССРК.

Степень достоверности и апробация результатов исследований

В значительной мере диссертация базируется на материалах исследований, выполненных автором в составе творческих коллективов при реализации ряда госбюджетных и хоздоговорных НИОКР, в том числе:

Разработка «Концепции развития CALS-технологий в судостроении», Агентство по судостроению, г. Москва, 2000 г.;

«Проведение экспертизы и подготовка заключения на проект реорганизации системы планирования производства ФГУП "Адмиралтейские верфи"» (Шифр «Экспертиза») в соответствии с договором № 66/80 от 18.04.2003 г., между ФГУП «Адмиралтейские верфи» и ООО «Центр проектирования эффективного бизнеса», г. Санкт-Петербург, 2003 г.;

Разработка технического проекта системы логистической поддержки спасательного судна «Игорь Белоусов» в составе СЧ ОКР: «Разработка системы интегрированной логистической поддержки спасательного судна проекта 21300» (Шифр «Дельфин -ИЛП»), выполненной ОАО «Адмиралтейские верфи» по государственному контракту № 702\0528\ КН\0028 от 24.10.2005 г. с Минобороны РФ, в 2007-2011 гг.

Апробация осуществлялась в рамках обсуждения результатов выполненных исследований на международных, всероссийских научных конференциях и семинарах, таких как:

Международная научно-практическая конференция «Моринтех» в 1997, 2001, 2003, 2007 гг., г. Санкт Петербург;

Международный военно-морской салон. Международная конференция «РLM-форум», 2009, 2011, 2013, 2015 гг.;

III Международная научно-практическая конференция «Имитационное и комплексное моделирование морской техники и морских транспортных систем» (ИКМ МТМТС), г. Санкт-Петербург, 2011, 2013, 2015 гг.;

ХV Всесоюзная научно практическая конференция «Моринтех - Практик», 2014 г.;

Семинары РосНТО судостроителей им. академика А.Н. Крылова, г. Санкт Петербург, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 гг.;

Научно-практическая конференция по использованию информационных технологий, г. Северодвинск, 2015 г.;

XII Международная научно-техническая конференция «Актуальные задачи интегрированной логистической поддержки и каталогизации продукции военного и двойного назначения», г. Королёв, 2015 г.

и др.

Соискатель в составе авторского коллектива проекта: «Внедрение методов логистики при строительстве, ремонте и эксплуатации подводных лодок проектов 636 и 877 ЭКМ для ВМС Китая и Индии» удостоен Первой Национальной премии КВТС РФ «Золотая идея» за 2003 год. Выполненные исследования и рекомендации прошли промышленную апробацию в ОАО «Адмиралтейские верфи» и промышленно внедрены в составе ИИС «Адмирал». Представленные к защите решения и организационно-управленческие технологии могут быть использованы при интеграции процессов управления ПЖЦ МТ, с учётом особенностей её конструктивно-технологических платформ, и обеспечивают повышение конкурентоспособности МТ на внутреннем и внешнем рынке производимой продукции судостроительного производства.

Публикации

Общий состав научных публикаций, рукописей, докладов, методических положений по организации регламентов управления верфи по теме исследования - 143 ед., из них в автореферате приведено 36. Опубликовано 12 научных работ, отвечающих требованиям ВАК, и в журналах ВАК, в т. ч. в сборниках 4 международных научных конференций, из них 2 в соавторстве. Кроме указанных научных работ, разработаны и внедрены в промышленную эксплуатацию 33 методических и нормативно-технических положения (в т. ч. четыре стандарта предприятия), отражающих вновь спроектированные регламенты бизнес-процессов, для использования в процессах управления на базе организационно-управленческих технологий производственного предприятия ОАО «Адмиралтейские верфи». Произведено 12 научно-технических экспертиз на проекты государственных стандартов и выполняемые НИОКР в рамках федеральных целевых программ, разработана программа переподготовки главных специалистов. Выполнено в форме апробации 49 докладов для научно-технической общественности судостроительной промышленности. В представленных научных материалах, выполненных соискателем, отражены теоретические положения и результаты внедрения, совокупность которых следует квалифицировать как научное достижение, имеющее важное хозяйственное значение.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, списка литературы из 107 наименований, тома приложений. Работа содержит 283 страницы машинописного текста, 73 рисунка, 13 таблиц и приложения.

Материалы диссертации проиллюстрированы в приложении к диссертации отдельным томом и содержат: 242 страницы машинописного текста, в т. ч.: 33 таблицы, в т. ч.: реквизиты структуры базы данных в составе 28 таблиц, 37 информационно-логических схем, разработанных и промышленно внедренных бизнес-процессов, 2 акта внедрения.