CC BY
12
УДК 621.058.013.8
А. Ф. ШИРЯЛКИН
О КАЧЕСТВЕ АВТОМАТИЗАЦИИ АВИАСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СРЕД ПРИ СОЗДАНИИ РЕМ
Рассмотрены концептуальные положения по систематизации авиастроительных производственных сред, при создании РЬМ - системы управления 'жизненным циклом изделия. В рамках генетического подхода процесс создания указанной системы рассматривается на фоне разработки классификаций объектов производства в первую очередь классификационной системы информации о детали при формировании её информационного качества.
Ключевые слова: систематизация, система управления жизненным циклом изделия (РЬМ), классификация, производственная среда предприятия, техническая подготовка производства, генетический подход.
Высокую актуальность информационного качества авиастроительных производственных сред определяет чрезвычайно высокая сложность и многономенклатурность изделий авиастроения сравнительно с изделиями других отраслей. Особую значимость в производстве летательных аппаратов имеет доля трудоёмкости по изготовлению оригинальных деталей основного производства. При этом качество данных деталей в значительной мере определяется качеством технической подготовки производства (конструкторским и техническим проектированием).
Понятие «качество» представляет собой сложную многоаспектную и одновременно универсальную категорию объекта. Определение философского аспекта качества в контексте «существенная определённость объекта» и стало основанием для термина «информационное качество». Исходя из тезиса, что информация о любом материальном объекте, даже самом незначительном, в принципе бесконечна, выделить все признаки его качества невозможно. Вследствие этого характеристику качества объекта (продукции, изделия) ограничивают некоторым набором его существенных признаков, представляя их в виде модели информационного айсберга, рис. 1.
Понятие информационного качества объекта для потребителя в указанном контексте представляется как надводная часть информационного айсберга, состоящая из наиболее существенных его признаков. Более полное и целостное содержание информационного качест-
© Ширялкин А. Ф., 2011
Рис. 1. Иерархическая модель информационного качества
ва объекта можно представить как иерархическую совокупность отдельных свойств, расположенных на разных уровнях структуры информационного айсберга, образующих сложную классификационную систему его признаков. Их функционирование и является предметом деятельности производителя.
Эта классификационная система, определяющая своими признаками информационное качество объектов производства, рождается и развивается в некоторой производственной среде, где в результате их взаимодействия и создаётся изделие. Таким образом, производственная среда предприятия (организации) - производственное пространство предприятия (внутреннее и внешнее), составляющее элементы сложной человеко-машинной системы, в которой взаимодействие материальной и информационной сфер и создаёт изделие. От информационного качества среды зависит и качество обмена информацией между элементами среды. При этом информационное качество производственной среды зависит от качества её систематизации.
Подводная, невидимая часть (для производителя)
«Айсберг»
Надводная (видимая) часть
потребителя)
Суть деятельности производственной среды предприятия составляют процессы изготовления продукции, объединённые её жизненным циклом (ЖЦП).
Для поддержки производства изделия применяются CALS (ИЛИ)-технологии - технологии информационной поддерэгски сфер промышленного производства продукции на всех этапах её жизненного цикла. Всего таких систем известно около 20 типов. В целом они могут быть интегрированы в систему PLM - систему управления жизненным циклом изделия, представляющую на сегодняшний момент наиболее развитую и эффективную концепцию информационной поддержки производства.
В плане развития информации модель PLM может быть представлена в виде экспоненциально расширяющийся эволюционной спирали, каждый виток которой символизирует новый уровень совершенства изделия.
Эволюционные процессы в области техники подчинены законам техноэволюции, выведенным Б. И. Кудриным [2]. Главным из этих законов является закон информационного отбора. Техноэволюция повторяет черты биологической эволюции на качественно ином уровне, с отличиями, вытекающими из определения документа - отобранной, согласованной и уmeepoicdён-ной установленным образом информации, закреплённой на соответствующем носителе. Оптимальная и устоявшаяся информация закрепляется в стандартах.
Научную основу техноэволюции - техне-тику — представляет собой «наука об общих законах развития технической реальности (техники, технологии, материала, продукции, отходов) и принципах создания изделий и их сообществ». Эти категории в машиностроительных понятиях представлены в табл. 1.
Данные категории могут специфично развиваться в конкретных областях техники на всех этапах ЖЦП, проходя различные стадии информационного отбора. При этом образуются различные виды документа; Полный комплект производственных документов на изделие, прошедших информационный и документальный отбор [2], упорядочивающий и закрепляющий полный комплекс качественных и количествен-ных признаков производственной среды, становится его генотипом - системой взаимосвязанных единиц документированной информации, отвечающих за структуру и конкретное наполнение самого изделия. Документальный генотип изделия закрепляет информационную структуру производственной среды, определяя направления в динамике организационных потоков жиз-
ненного цикла, т. е. технологию протекания его производственных процессов.
В авиастроении основным проявлением структуры понятия технологии является технологическая система, включающая устоявшиеся виды заготовок, оборудования, оснастки и инструмента. Совместно с категорией материала эти понятия составляют многоуровневую и многомерную систему, предназначенную для материализации детали как элемента фенотипа требуемого изделия.
В рамках технетики комплект документации на изготовление конкретной единичной детали следует рассматривать как техноген изделия - единицу его наследственного материала, ответственного за формирование какого-либо элементарного признака фенотипа (например, признак материала, геометрической формы и др.). Заметим также, что этот признак в свою очередь ставит в соответствие определённый признак внутренней производственной среды (например, признак оборудования, приспособления, инструмента). Больше того, опосредованно этот же признак оказывает воздействие и на формирование внешней производственной среды (например, конфигурацию цеховых площадей и, в конечном итоге, формирование завода). Соответственно роль техногена как источника базовой информации в производственном пространстве предприятия - первоначальное управление процессом изготовления детали и, в целом, всего изделия, в том числе и качеством.
Последнее во многом определяется целостностью системы техногенов, качество которой, как элемента качества технической документации, зависит от качества взаимосвязи техногена данной детали с другими техногенами производственной информации. Такая целостная и компактная взаимосвязь и осуществляется в техногеноме информации о деталях, которым в производственном пространстве предприятия может являться правильно построенная классификационная система (КС). Последняя структурно, на генетическом уровне, отвечая за процесс рождения (изготовления) изделия, определяет и его качество, и качество этой процедуры рождения (производственный процесс). От этого исходит и эффективность управления всей производственной системой предприятия. Таким образом, понятие техногенома изделия следует трактовать как совокупность классифицированной информации о детали, находящейся в производственной среде и способной эффективно управлять её зарождением и развитием.
Таблица 1
Основные категорий технетики в машиностроении
№ п/п Категории технетики Определения категорий
1 техно-эволюция вид эволюции природы, повторяющая черты биологической эволюции на качественно ином уровне, с отличиями, вытекающими из определения документа
2 технетика наука об общих законах развития технической реальности (техники, технологии. материала, продукции, отходов) и принципах создания изделий и их сообществ
3 техника виды оборудования, оснастки и инструмента, адекватно соответствующие определённым элементам производственной среды, предназначенные для изготовления требуемой продукции и взаимодействующие между собой в составе технологической системы и соответствующие определённым признакам информации о детали
4 материал собирательный термин, обозначающий разнообразные вещественные элементы производства: металлы и сплавы; минерально-силикатные; полимерные (синтетические и природные); композиционные (композитные); покупные изделия
5 технология (процесс) часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства во внутренней сфере производственной среды
6 продукция результат взаимодействия между собой материала, оборудования, оснастки и инструмента в составе технологической системы и реализации этапа ЖЦП «производство»
7 отходы нецелевой продукт деятельности разных этапов ЖЦП, получающийся помимо полезной готовой продукции. Отмечено, что отходы от продукции, созданной с помощью машинных технологий, составляют около 98% от объёма сырья, тогда как при биологических процессах отходы не более 2%
8 документ отобранная информация, согласованная и утверждённая установленным образом, закреплённая на соответствующем носителе
9 генотип совокупность всей документации изделия, находящейся в информационной сфере производственной среды предприятия и предназначенная для её управления
10 фенотип материализованное в процессе изготовления изделие как совокупность всех реализованных признаков генотипа
11 техноген комплект документации на изготовление конкретной единичной детали
12 техногеном совокупность систематизированной информации о детали (классификаций), находящейся в информационной сфере его производственной среды и способной эффективно управлять её зарождением и развитием, в том числе и качеством
В свою очередь качество классификации зависит от степени приближения к естественному типу, т. е. насколько её признаки существенны на каждом её системно-информационном уровне [3], и насколько структура этих признаков адекватна рассматриваемой производственной системе. Существует ряд критериев естественности классификаций [4]. Отсюда можно вывести обобщённый критерий естественности классификаций в области технического производства.
Естественной классификацией называется та классификация, которая отвечает многим критериям реальности: объективности, надёжности (стабильности), прогностической силы и др., где количество свойств рассматриваемого объекта производства, поставленных в функциональную связь с его полоэ/сением в системе, является максимальным, позволяя при этом достигнуть многих целей сразу.
Поэтому под эффективной производственной средой предприятия будем понимать
сложную человеко-машинную систему, выполняющую на предприятии функции преобразования входящих компонентов в готовое изделие и структурированную классификационной системой естественного типа. При этом объекты производственной среды должны выступать в виде автономных, но взаимосвязанных классификаций, управляемых определёнными признаками информации о детали, находящихся в структуре заранее сформированной КС деталей основного производства естественного типа. Качество реализации этой среды, при достаточной величине номенклатуры деталей, напрямую связано с качеством их классификации, а также зависит от качества проведения работ по классификации и кодированию деталей.
Наиболее совершенной системой, обладающей отработанным составом признаков и развитой терминологией, считается классификатор ЕСКД и связанный с ним технологический классификатор деталей (ТКД) [5, 6]. Однако исследования, проведённые на предмет его
применения для создания автоматизированной системы технической подготовки производства, показали ряд недостатков [7, 8], возникает необходимость классификатора, обладающего более объёмной и упорядоченной структурой. Таковым требованиям может удовлетворять КС естественного типа.
Учитывая высокую сложность информации о деталях авиастроения, а также необходимость рассмотрения всей их (деталей) номенклатуры в реальном шаге времени реализация указанной среды представляет сложный процесс, качественно выполнимый в рамках некоторой комплексной (интегрированной) автоматизированной системы. Эта система, объединяющая ряд информационных технологий, должна генетически исходить из самой общей информации о деталях и усложняться по мере нарастания числа их системно-информационных уровней.
Указанный генетический подход подводит к рождению некоторого благоприятного детально-классифицированного пространства, классификационно-структурированной производственной среды, адекватным образом объединяющей пользователей-участников производственного процесса с объектами управления. Подобная идеология создания среды, структурирующей взаимосвязанные этапы, перекликается с концепцией РЬМ - системы управления жизненным циклом изделия. На авиастроительном предприятии её разработка исходит из создания правильных классификаций объектов производства, составляющих технологическую систему (деталей, оборудования, приспособления, инструмента), а это касается создания эффективной технической подготовки производства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Митрофанов, С. П. Групповая технология машиностроительного производства. В 2 т. / С. П. Митрофанов. - Л. : Машиностроение, 1983.
2. Кудрин, Б. И. Введение в технетику / Б. И. Кудрин. - Томск : Изд-во гос. ун-та, 1993.
3. Соснин, П. И. Логика понятий / П. И. Со-снин. - Саратов : Изд-во Саратовского университета, 1986.
4. Забродин, В. 10. О критериях естественности классификаций / В. Ю. Забродим // НТИ. -Серия 2. - 1980.- №8.
5. Классификатор ЕСКД. Классы 71, 72, 73, 74, 75. Алфавитно-предметный указатель. Термины и толкования. Перечень сокращений слов. - М.: Изд-во стандартов, 1986.
6. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. - М. : Изд-во стандартов, 1987.
7. Ширялкин, А. Ф. Опыт применения укрупнённой системы классификации на элементной основе / А. Ф. Ширялкин // Авиационная промышленность. - 1987. - №4.
8. Ширялкин, А. Ф. Основы формирования многоуровневых классификаций естественного типа для создания эффективных производственных сред в машиностроении / А. Ф. Ширялкин. -Ульяновск : УлГТУ, 2009.
Ширялкин Александр Фёдорович, кандидат технических, наук, доцент кафедры «Управление качеством» УлГТУ\
* ч
