Методический подход к оценке эффективности перспективных машиностроительных технологий при производстве ракетно-космической техники

УДК 629.78

Методический подход к оценке эффективности перспективных машиностроительных технологий при производстве ракетно-космической техники

Methodological Approach for the Effectiveness Assessment of Advanced Mechanical Engineering Technologies in the Aerospace Equipment Manufacturing

Введение

Существующие в настоящее время подходы к обоснованию и оценке эффективности перспективных машиностроительных технологий базируются на оценке наиболее очевидных сторон предлагаемых новаций. При этом в целом ряде случаев отсутствует всесторонний комплексный учет последствий их внедрения, которые зачастую могут в существенной степени повлиять на положительные качества новых технологических направлений.

В первую очередь существующие подходы в оценке технологической эффективности того или иного производства ориентированы преимущественно на достижение базовых целевых показателей той или иной технологии, таких как снижение трудоемкости производства, повышение уровня автоматизации производства и повышение надежности производимой ракетно-космической техники (РКТ), уменьшение количества привлекаемых основных и вспомогательных работников и др.

Вместе с тем такой подход не лишен целого ряда существенных недостатков, среди которых, в первую очередь, необходимо отметить недостаточное внимание к оценке эксплуатационной компоненты внедрения новых технологических направлений, связанных с необходимостью реализации комплекса мероприятий по подготовке и размещению внедряемого технологического оборудования, изменений в технологической документации, выполнения затратных работ по модернизации технологической инфраструктуры и др. Кроме того, отсутствие методологии комплексной оценки эффективности при проведении технико-экономического обоснования новых технологических направлений не позволяет корректно в сравнимых условиях проанализировать альтернативные варианты планируемых к применению технологий.

При решении задачи выбора технологического оборудования для реализации нового технологического процесса наличие подобной методики позволяет взвешенно подойти к обоснованию и формализации основных технических требований к показателям приобретаемого оборудования и получить объективную количественную оценку эффективности его внедрения.

Постановку научной задачи можно выразить следующим образом:

• создать методику оценки эффективности, требований к новым машиностроительным технологиям, которые используются в ракетно-промышленном производстве. Данный принцип включает в себя первичные показатели создания и внедрения, а также использование новых технологий, закладывая эксплуатационный, технико-экономический и целевой компонент при производстве РКТ;
• провести исследование базовых и критических технологий. При проведении анализа требуется более тщательно проработать аспект эффективности технологий в сравнении с созданными для возможности принятия решения об их рациональном использовании;
• проработать основные требования к перспективным направлениям, а именно перечень и содержание для создания перспективных изделий РКТ на космическом рынке.

В формализованном виде постановка задачи может быть сформулирована следующим образом.

Дано:

Q – множество вариантов оцениваемых машиностроительных технологий;

 – отдельный элемент множества вариантов оцениваемых машиностроительных технологий,

причем .

Многомерное пространство используется для оценки каждой оцениваемой технологии при. В этом пространстве вектор показателей, при, показывает целевые, эксплуатационные и экономические характеристики оцениваемой технологии.

Для описания качества технологического процесса используется обобщенный показатель, который зависит от  (исходные показатели). Эта зависимость, при. Следует отметить, что между показателями в пространстве откликов отсутствует явно выраженная зависимость между показателями. Схема зависимости показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема зависимости единичных показателей от обобщенных показателей

Существует функция, которая связывает оценочный вектор , при и, при. Эта функция – .

Чтобы учесть остальные факторы существует функция , при , в рамках этих ограничений решается поставленная задача. Вектор ограничений принимает следующие значения:

Требуется:

• создать методический аппарат по выявлению зависимости между показателями пространства. Главной целью работы является исследование зависимости , которая определяет исходные характеристики обобщенного показателя откликов в ходе проводимых исследований;
• провести испытание методического аппарата. В эксперименте предполагается использование исходных данных по имеющимся вариантам перспективных технологических направлений;
• разработать предложения состава требований технико-экономического характера. Данные условия должны обеспечивать эффективность и конкурентоспособность перспективных технологий при производстве РКТ с необходимостью выполнения:

Поставленная выше задача направлена на создание оценки эффективности перспективных технологий при создании РКТ. Анализ учитывает основные показатели на этапе создания РКТ. Исследование технологических вариантов может проходить в два этапа.

Первый этап связан с получением и формализацией необходимых исходных данных, что приведет к созданию критериальной базы, которая будет использоваться в исследовании.

При подборе критериальной базы следует исходить из существа решаемой задачи и наличия информации для численного выражения основных показателей, которые при проведении исследования целесообразно разделить на три условных группы:

• показатели целевого назначения;
• эксплуатационные показатели;
• экономические показатели.

Показатели целевого назначения отражают свое достижение при выборе технологий. К целевым показателям относятся: повышение уровня автоматизации, повышение качества, надежности производимой РКТ, снижение трудоемкости, оптимизация персонала и др.

Эксплуатационные показатели отвечают за целевое применение рассматриваемых технологий и связаны с совокупностью дополнительных операций.

Экономические показатели определяют экономическую целесообразность применения тех или иных технологий.

Каждый вид и значение показателя определяется на первом этапе.

При применении такого подхода существует выбор функции, который связывает пространство исходных характеристик и пространство откликов. Есть ряд приемов, применимых к данной методике. В рассматриваемом случае требуются те, которые связывают пространство исходных характеристик и пространство откликов рассматриваемого объекта. Существуют методы, способные получать обобщенные оценки при отсутствии детерминированных зависимостей между единичными показателями эффективности. Стратегия выбора методики определяется во время ее формирования. Если в результате использования методики создана задача с большой размерностью, то требуется использовать приемы для снижения размерности. Один применяемых приемов называется линейная «свертка» частных показателей [1–4].

Второй этап заключается в проведении вычислительного эксперимента. На этом этапе методика используется для получения результатов, на основе анализа которых будут выданы рекомендации и предложения (рис. 2).

Рис. 2. Укрупненная методическая схема

Предложенный методический подход к решению сформулированной задачи анализа эффективности и обоснования требований к перспективным машиностроительным технологиям при реализации позволит получить сбалансированную оценку совокупности их основных характеристик на ранних этапах технологических разработок, что будет способствовать принятию рациональных конструкторско-технологических решений.

Библиографический список

1. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. – М.: Финансы и статистика.– 1989. – 607 с.
2. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях. Вопросы анализа и процедуры принятия решений. – М.: Мир.– 1976. – С. 172–215
3. Сиразетдинов Т.К., Хамитов И.Х. Выбор весовых коэффициентов в задаче оптимального демпфирования упругих колебаний крыла. – Изв. вузов. Авиационная техника. – 1982. – № 2. – С. 35–40.
4. Юдин А.Б. Вычислительные методы теории принятия решений. – М.: Наука. – 1989 – С. 33–45.

Кузин Анатолий Иванович – первый заместитель генерального директора ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8(495) 689-47-33. E-mail: A.Kuzin@tmnpo.ru / Kuzin Anatolii Ivanovich – First Deputy CEO of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8(495) 689-47-33. E-mail: A.Kuzin@tmnpo.ru

Буйлов Дмитрий Сергеевич – инженер-технолог 3 категории ФГУП ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8(495) 689-96-83. E-mail: D.Bujlov@tmnpo.ru / Builov Dmitrii Sergeevich – Category 3 Process Engineer of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8(495) 689-96-83. E-mail: D.Bujlov@tmnpo.ru