EFFICIENCY ASSESSMENT METHODOLOGY COMPLEX SOLUTIONS FOR INDUSTRIAL AUTOMATION

Full Text

1. Введение Практика разработки, внедрения и эксплуатации PLM-решений [1 - 5] показывает, что оценку их успешности и качества практически невозможно свести к какому-то одному простому и легко определяемому показателю, числовое значение которого должно быть доведено при реализации проекта до экстремального значения. Можно утверждать, что проекты комплексной автоматизации и системной интеграции по своему определению относятся к многокритериальным оптимизационным задачам. Причем выдвигаемые заказчиками требования имеют весьма различную природу, зачастую противоречивы и нечетки в своей постановке. 2. Методика исследований Анализ публикаций и личный опыт участия в проектах промышленной автоматизации [6, 7] позволяют предложить следующую систему показателей: Р = {P f , P e , P s , P k}, (1) Причём каждое множество P x (где x - тип показателя) можно представить в виде отдельного подмножества P x y, где y - частный показатель, определяемый в рамках своего типа (таблица 1). В авторской методике предложено удовлетворение функциональных требований заказчика интегрированных САПР оценивать по следующим объективным показателям: - расширение функционала автоматизации по индикатору: «Раньше не могли - сейчас можем»; - увеличение полноты функциональных возможностей по индикатору: «Достаточно / недостаточно»; - улучшение качества потока информации и работ по индикаторам: «Отсутствие дублирования информации/процессов» и «Сокращение числа ошибок персонала». В коммерческих проектах обязательно выделяется группа финансово-экономических показателей, обеспечивающих удовлетворение требований заказчика по затратам и срокам разработки и внедрения системного решения. Однако очевидно, что минимизация затрат и трудоёмкости далеко не всегда приводит к оптимальным результатам. Необходимо учесть субъективные показатели, определяемые как социально-экономические критерии, связанные с качеством реализации человеко-машинных интерфейсов и организацией труда персонала автоматизированной системы. Следует оговориться, что автоматизация проектных работ, как правило, не преследует целей их облегчения, но при этом растет производительность труда и, как следствие, его интенсификация. Кроме того, автоматизированное проектирование и производство выдвигают повышенные требования к квалификации персонала. Отдельно следует выделить показатели комплексности решения задач технической подготовки производства. На приведенных в данной статье примерах (рисунки 1 и 2) были выделены проектный и производственный этапы жизненного цикла изделий (ЖЦИ). При необходимости количество показателей комплексности легко может быть расширено в рамках описываемой методики. Для оцифровки выбранных критериев эффективности предлагается использовать 10-балльную оценочную шкалу. Вес каждого критерия формируется экспертом (или комиссией из представителей Заказчика и Исполнителя) на основе анализа результатов опытной эксплуатации и опросов пользователей. При этом критерии альтернативного типа («да-нет») составляют суммарно «10» или «0» баллов соответственно. Для наглядного представления интегральной (общей) оценки проекта формируется сводная диаграмма (рисунки 1 и 2), лучами которой выступят типы критериев, цифровые значения которых нормируются в диапазоне 0-100 баллов. Данная методика оценки позволяет свести воедино разнородные по своей природе показатели и наглядно их представить заказчикам, что обеспечивает формирование у персонала обоснованной оценки проектов автоматизации в целом. В качестве показательных примеров на рисунке 1 приведены результаты оценки проекта комплексной автоматизации предприятия авиастроения, а на рисунке 2 - автомобилестроения. В обоих случаях наиболее трудоемким выступает этап комплексной автоматизации процедур планирования и диспетчеризации производства. Это объясняется следующими основными обстоятельствами: 1. При автоматизации проектного этапа ЖЦИ широко используются «коробочные» программные продукты (CAD/CAM/CAE…), не требующие значительных затрат на их развертывание и наладку. 2. Базовые технологии САПР в настоящее время достаточно хорошо освоены проектным персоналом автоматизированных систем и не требуют больших затрат на подготовку и переподготовку кадров. 3. Потоки информации и работ в подсистемах автоматизации производственного этапа ЖЦИ, существенно более сложны и менее формализованы. 4. В комплексных проектах, как правило, существенной доработке и настройке подвергаются именно подсистемы планирования и управления производством. Можно заметить, что временные затраты в комплексных проектах не всегда однозначно коррелируются с трудоёмкостью проводимых проектных и внедренческих работ. Повышенная продолжительность автоматизации проектирования объясняется более широким охватом автоматизированных рабочих мест и связанной с этим длительностью процедур закупок и установки дорогостоящих технических средств и программного обеспечения. Этапы автоматизации производства более трудоёмки на этапе разработки (за счет необходимости их кастомизации), но быстрее реализуются в процессе развертывания и внедрения. Структура и содержание комплексного проекта промышленной автоматизации в каждом конкретном случае в существенной мере зависят от специфики продукции предприятия, типа производства, поставленных технических и организационно-экономических задач и множества других входных условий. Однако при этом можно выделить общие правила и рекомендации, позволяющие повысить результативность и эффективность реализации комплексных проектов уже на самых ранних этапах проектов разработки и внедрения автоматизированных систем промышленного назначения. Как показывает анализ показателей эффективности первого проекта, наибольший эффект был достигнут в области функциональных индикаторов. Это связано с тем, что, несмотря на то, что в процесс внедрения вышел за рамки первоначально запланированных бюджета и сроков, но по итогам предприятие получило высокий прирост производительности и качества работы проектировщиков. Как видно из представленной диаграммы, проект 2 в целом хотя и удовлетворяет функциональным требованиям, но существенно отличается от максимальных значений по иным требованиям. Это связано с некоторым расхождением плановой и фактической трудоёмкостей, а также проблем с интеграцией с уже функционирующим контуром конструкторско-технологической подготовки производства. При этом производственные процессы в автомобилестроении, отличающиеся от авиастроения за счет высокой серийности и стандартизации требуют значительно больших вложений в техническую подготовку производства. 2. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В обоих проектах внедрение программно-методического комплекса позволило повысить уровень автоматизации процессов диспетчеризации и за счет этого значительно снизить объемы незавершенного производства. Также были реализованы эффективные алгоритмы оперативного планирования, позволяющие минимизировать переналадки оборудования с учетом сроков заказов и ограничений по таре и оснастке. В целом можно констатировать, что внедрение методики многокритериального мониторинга на проектно-производственных этапах ЖЦИ изделий транспортного машиностроения может обеспечивать повышение эффективности процессов разработки и внедрения комплексных автоматизированных систем порядка 10%.

About the authors

A. A. Cherepashkov

Samara State Technical University

Email: eg@samgtu.ru
Samara, Russia

P. A. Samoylov

ASKON-Samara LLC

Email: info@ascon-samara.ru
Samara, Russia

References

Supplementary files