Разработка моделей и методов организации процессов проектирования и создания авиационных комплексов: На основе предприятий авиационной промышленности Самарской области

Проблема обеспечения конкурентоспособности крупных производственных комплексов в период переходной экономики вызывает потребность в нестандартных подходах к проектированию их деятельности. Сложные многофакторные процессы, связанные со структурными изменениями в промышленности, быстро меняющейся экономической и правовой обстановкой, влиянием мирового рынка, вызывают необходимость в дифференциации методов проектирования сложных и дорогостоящих производственных комплексов, включая и проектирование их деятельности, а также формирование единой методической базы, обеспечивающей автоматизацию процессов проектирования. Методика проектирования должна обеспечивать быструю реакцию на постоянно изменяющуюся номенклатуру и ассортимент продукции, обеспечивая соблюдение принципа адекватности, в соответствии с которым, состав элементов, средств, методов и структура проектирования системы должны быть адекватны составу элементов и структуре продукта, создаваемого этой системой.

Таким образом, необходимо обеспечить должное диалектическое единство цели, заключающейся в удовлетворении общественных потребностей, путем обеспечения развития крупных промышленных комплексов, являющихся средством достижения этих целей. Этим средством и является сам промышленный комплекс. Постановка проблемы комплексности методологии с одной стороны и дифференциации методов проектирования с другой, определяет цель диссертации.

Цель работы — разработка методики проектирования авиационных комплексов, обеспечивающей эффективное их функционирование на всех этапах создания изделий. Разработка методов проектирования, объединение этих методов в единую методологию и создание на ее основе модели проектирования авиационных комплексов, является основной проблемой, решаемой в данной работе. Эта проблема решается путем ее декомпозиции на ряд задач:

• разработка метода организации проектирования авиастроительных комплексов на основе структурного анализа;

• формулировка логистического метода организационного проектирования авиастроительных комплексов, обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоков;

• разработка математической модели координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса;

• внедрение результатов исследования при реализации мероприятий по реструктуризации объектов авиастроения Самарской области.

Объектом исследования диссертации является комплекс авиационных предприятий, как система взаимосвязанных производственно-хозяйственных объектов, обладающих технологическим, топологическим, информационным, финансовым и организационным единством.

Предметом исследования являются модели и методы проектирования организационного взаимодействия авиационных предприятий, обеспечивающие их развитие как единого комплекса.

Методы исследования основываются на использовании аппаратов теории множеств, теории графов, методов математического моделирования и системного анализа.

Научная новизна заключается в следующем: разработан новый метод организации проектирования авиастроительного комплекса, на основе структурного анализасформулирован логистический метод проектирования обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоковразработана математическая модель потоковых процессов, интегрирующая технологически связанные производства в единый комплекс;

— на базе теории активных систем разработана математическая модель координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса.

Практическое значение работы. В проекте «Реструктуризация авиационного сектора в Самаре», разработанном Европейским Союзом, использование материалов диссертации позволило сократить сроки проектных работ и снизить их стоимость, о чем составлен отзыв руководителя проекта. Разработки участвовали во Всероссийском конкурсе работ в научно-технической сфере, организованным Российским исследовательским научно-консультационным центром экспертизы совместно с министерством образования. По результатам конкурса в 2000 году автору диссертации присвоено звание федерального эксперта в научно-технической сфере. Предложенная в работе методика проектирования, теоретический аппарат и проектные решения нашли свое применение при проектировании структуры финансово-промышленной группы «Двигатели Н.К.». Материалы диссертации использованы при проектировании структуры совместного предприятия «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» и фирмы «Siemens», а также при разработке инвестиционной программы «СНТК им. Н.Д. Кузнецова». Применение теоретических результатов диссертации позволяет решать задачи совершенствования организационных структур авиастроительных комплексов.

Основные теоретические и практические работы докладывались на научных семинарах факультета экономики и управления СГАУ «Управление организационно-экономическими системами» в 2002 — 2003 годах, на V юбилейной Всероссийской научной конференции: «Наука, бизнес, образование». — Самара: СГАУ, 2002 год, на Всероссийской научно-практической конференции: «Социально-экономическое развитие России в XXI веке». — Пенза, 2002 год.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Основное содержание диссертации освещено в монографии и шести статьях.

Структура диссертации продиктована логикой перехода от простого к сложному, от теории к практике.

1. Во введении изложены цели, задачи, описан объект и предмет исследования, научная новизна и апробация результатов работы, а также краткое изложение содержания диссертации. Объем введения четыре листа.

2. В первой главе анализируются процессы, протекающие в промышленности России, рассматриваются реально складывающаяся обстановка, описываются цели государственной политики и основные проблемы крупного промышленного производства.

Рассматривая авиационный комплекс как область производства, в которой темпы развития определяются объемом инвестиций в НИОКР, исследуется научно-техническая политика государства, зависимость успешности проекта от цены и доли НИОКР в ней, а также региональные инвестиционные рейтинги. Анализируются вопросы взаимодействия научно-технического, промышленного и организационного потенциалов Самарского региона.

3. Во второй главе:

Разрабатывается метод проектирования и структурного анализа промышленных комплексов на основе двух факторов — числа предприятий, входящих в комплекс и сложившихся связей между ними. Суть в том, что связи между предприятиями реализуют сложившиеся исторически отношения, а отношения могут быть заданы графом. Таким образом, структура системы может быть построена в виде графа. Этот граф может анализироваться на основе свойств отношений, расчета структурных характеристик, методом топологической декомпозиции. Кроме того, каждой базовой структуре компонентов технической системы на основе принципа адекватности строения, соответствует определенная организационная структура, которая на основе метода системного анализа может быть представлена как страта. Таким образом, может быть построена модель второго порядка, объединяющая комплексную структурную модель технической системы, построенную из базовых структур ее компонентов, и комплексную структурную модель организационной системы, построенную из структур, адекватных структурам компонентов технической системы, являющихся стратами организационной системы.

Метод может быть использован для построения информационного графа и анализа информационных потоков. В результате можно получить набор характеристик промышленного комплекса, позволяющий определить направления оптимизации его структуры на основе конструктивно-технического знания.

4. В третьей главе разрабатывается метод проектирования промышленного комплекса на основе логистического подхода. Суть метода в том, что процессы, протекающие в производственно-хозяйственной системе, моделируются на основе логических схем, концептуальной модели, диаграммных техник и математических зависимостей, описывающих потоки факторов производства. Это позволяет объединить все потоки в модель производственной динамики, построить производственную функцию, которая вместе с моделью производственной динамики позволяет создать имитационную модель, отражающую всю производственную деятельность системы в режиме реального времени. Этот метод позволяет стандартизировать проектные работы на основе пакетов программ.

Технология применения программ, позволяющих реализовать процессы проектирования за счет автоматизации, называется технологией CASE. Основным признаком этой технологии является поддержка методологии структурного анализа и проектирования. Достоинством метода является стандартизация результатов.

5. В четвертой главе разрабатывается комплексная модель проектной деятельности, основанная на системном подходе. Логистическое представление не полностью адекватно строению реального промышленного комплекса. Диаграммами нельзя пользоваться для описания промышленного комплекса в целом, так как все сводится к его операциональному представлению. Комплексная системная модель не сводит все процессы к одному, а в едином изображении представляет все многообразие процессов. Суть модели в том, что она объединяет в себе все рассмотренные методы проектирования.

На основе метода инженерных представлений можно разработать отдельные модели. Используя логистический метод, эти модели могут быть объединены на основе диаграммной техники в системный эталон, представляющий собой комплексную модель горизонтальной структуры.

Затем системные эталоны предприятий объединяются в комплексную модель вертикальной структуры.

Затем модели вертикальной и горизонтальной структуры объединяются в модель второго порядка.

Таким образом, разработанная модель позволяет осуществлять проектирование с различной степенью сложности, в зависимости от размеров и состава объектов, входящих в промышленный комплекс, автоматизировать процессы проектирования и обеспечить необходимый уровень качества проекта.

6. В пятой главе разработанная методика применяется для проектирования структуры авиационного комплекса Самарского региона. Горизонтальная модель отражает объединение структур, созданных на основе конструктивно-технического знания и на основе технологического знания. Вертикальная модель содержит объекты проектирования, определяемые территориальным, технологическим, информационным и финансовым единством. В рамках методики интегрируется комплекс систем, обеспечивающий проектирование, конструирование, серийное освоение и производство, эксплуатацию и утилизацию авиационной техники.

В заключении обобщаются результаты, которые могут быть достигнуты путем внедрения разработанной модели. Приводятся количественные характеристики, показывающие эффективность применения разработанной методики. Предлагаются стратегии развития организационного потенциала.

Выводы и результаты.

1. Проведенный анализ состояния авиастроительных предприятий Самарской области, как типовых представителей отрасли, позволил сформулировать задачи и направления совершенствования организации их взаимодействия.

2. Разработан новый метод проектирования авиастроительных комплексов на основе структурного анализа.

3. Предложена формулировка логистического метода организационного проектирования авиастроительных комплексов, обеспечивающего единство и непрерывность материальных, финансовых и информационных потоков.

4. Разработана математическая модель потоковых процессов, интегрирующая технологически связанные производства в единый комплекс.

5. На базе теории активных систем разработана математическая модель координации взаимодействия предприятий в многоуровневой системе авиастроительного комплекса.

6. Разработанные методы и модели использованы при решении задач проектирования структуры и механизмов функционирования предприятий авиастроительного комплекса Самарского региона.