ыфсы. Конспект лекций Санкт Петербург
 Скачать 1.77 Mb.
|
|
Патентно-правовые показатели Ценную основу конструкторского проекта представляет интеллектуальная собственность разра- ботчика, предприятия, которая может продаваться и покупаться, а также вороваться. Интеллек- туальная собственность – это мысли, идеи, воплощенные в проекте машины. В этой связи осо- бое значение приобретает патентоспособность и патентная чистота, воплощенные в техниче- ских решениях при разработке проекта машины. Патентная чистота предусматривает наличие в проекте только своей официально признан- ной интеллектуальной собственности или законно приобретенного права на использование чу- жой собственности путем закупки лицензий. Закупка лицензий ускоряет технический прогресс и повышает эффективность общественного производства в тех областях науки и техники, уро- вень развития которых ниже уровня, достигнутого в других странах. Во многих странах мира защищаются патентами, свидетельствами следующие виды интеллектуальной деятельности: от- крытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки, полезные модели. Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 23 Открытие – установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира. Оно должно быть экспериментально подтверждено и являться новым для науки во всем мире. Изобретение – отличающееся существенной новизной решение технической задачи в любой области народного хозяйства, культуры, здравоохранения или обороны, дающее положитель- ный эффект. Промышленный образец – новое промышленное решение изделия, например новая модель ма- шины, прибора, механического приспособления. Товарный знак – оригинально оформленный отличительный знак с каким-нибудь словным изображением, помещаемый фирмой или предприятием-изготовителем на изделии для его ин- дивидуализации, например, значок на радиаторе автомобиля. Полезная модель – это, как правило, конструкторское решение какого-либо изделия, не облада- ющее существенной новизной как изобретение, но имеющее оригинальную конструкцию, схему, решение. Патентоспособность характеризует наличие в проекте решений, которые могут быть признаны официально объектами интеллектуальной собственности, на которые имеются патенты на изоб- ретения, на полезные модели. Выявление патентоспособности и патентной чистоты осуществляется при патентной экспер- тизе. Патентно-чистой разрабатываемая конструкция может быть в следующих вариантах: 1) все технические решения (общая схема, конструкции составных частей, материалы и т.д.) оговорены в патентах, срок действия которых уже истек, или являются общеизвестными и не подлежащими патентованию, – это наиболее распространенный и самый простой вариант, но он не позволяет создать конкурентоспособную машину; 2) все технические решения запатентованы разработчиком и производителем машин – это наиболее предпочтительный вариант, но требует больших интеллектуальных затрат; 3) все технические решения выполнены в соответствии с лицензиями иных патентообладателей – такой вариант сопряжен с наибольшими первоначальными затратами средств, но может со- кратить время, затрачиваемое на разработку проекта; 4) сочетание в разной пропорции всех трех вариантов. Приведенные показатели качества нельзя считать исчерпывающими. При разработке конкретных конструкций могут быть и другие качественные показатели. Повышение технического уровня, качества изготовления, а также обеспечение высоких эксплу- атационных характеристик машины должны осуществляться комплексно, т.е. на соответствую- щих стадиях ее жизненного цикла. В самом деле, технический уровень машин формируется в основном на до производственной стадии, высокое качество изготовления достигается высоким технико-экономическим и организационным уровнями производства и поддерживается на ста- дии эксплуатации (использования) продукции. Это означает, что механизм планового повышения технико-экономических показа- телей разрабатываемых, выпускаемых и используемых машин должен «функционировать» на всех стадиях их жизненного цикла. Качество машин составляет техническое ядро конкурентоспособности, которая определяется также их стоимостью и такими факторами, как специфика конкретного рынка сбыта, влияние моды и т.д. Конкурентоспособность машин зависит от перечисленных факторов: чем ниже их стоимость (цена) при одинаковом качестве и прочих равных условиях, тем выше Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 24 конкурентоспособность. Совокупная оценка качества продукции неполна без учета экономиче- ских (стоимостных) оценок ее разработки, производства и использования. Экономические показатели К экономическим показателям разрабатываемых машин относятся производительность, энерго- емкость, материалоемкость, удельные трудозатраты на изготовление машины, капиталоем- кость, удельная стоимость машины, ремонт ёмкость, или удельные затраты на поддержание оборудования в технически исправном работоспособном состоянии. Производительность – объем вырабатываемой продукции в единицу времени в целом на ма- шину или на одного работающего на машине. Различают конструктивную, техническую и экс- плуатационную производительности машины. Под конструктивной производительностью по- нимают выработку в единицу времени, определяемую расчетным путем на основании конструк- тивных данных. Техническая производительность равна технической выработке в единицу вре- мени при непрерывной работе в конкретных производственных условиях. Эксплуатационная производительность представляет собой выработку машины, отнесенную ко всему времени, в течение которого получена эта выработка, включая время на ремонт, осмотр, заправку, регули- ровку, а также время на остановки по организационно-технологическим причинам. Энергоемкость – затраты электрической и тепловой энергии на единицу вырабатываемой про- дукции, расход топлива на величину пробега автомобиля и т. п. Материалоемкость – масса машины, отнесенная к параметру, характеризующему производи- тельность машины, или к самой производительности. Удельная стоимость машины – стоимость, отнесенная к единице вырабатываемой продукции. Капиталоемкость – капитальные затраты на изготовление машин, поточной линии, коммуника- ций, на строительство зданий и сооружений для установки оборудования, отнесенные к еди- нице выпускаемой продукции, например число рублей, отнесенных к 1 кг вырабатываемой бу- маги. Водопотребление – затраты свежей воды, отнесенные к единице вырабатываемой продукции. Ремонт ёмкость – годовые затраты на поддержание машин и оборудования в исправном работо- способном состоянии, отнесенные к стоимости основных фондов (в процентах). Эффективность машины – это отношение всех затрат к единице вырабатываемой на машине продукции; под эффективностью понимают показатели качества плюс экономические показа- тели. Если составляющие качества, выраженные соответственно в относительных или абсолютных величинах, представить в виде комплексного (обобщенного) показателя как числитель дроби, то стоимость (цена) продукции, формируемая на каждой стадии ее жизненного цикла, может быть отражена в знаменателе. Достижение наибольшей из всех приемлемых значений этой ве- личины, называемой интегральным показателем качества, характеризует выбор наиболее пред- почтительного (с экономической и технической точек зрения) варианта создаваемой машины. Этот показатель чрезвычайно важен при выборе того или иного направления техниче- ского развития, создании новых машин, так как только совокупность технической и экономиче- ской оценок даёт представление о целесообразности принятого решения. 2.5. Системотехника при проектировании сложных технических систем Системотехника – это особая деятельность по созданию сложных технических систем, и в этом смысле она является прежде всего современным видом инженерной, технической деятельности, но в то же время включает в себя особую научную деятельность, поскольку в ней осуществля- ется также и выработка новых знаний. Таким образом, в системотехнике научное знание Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 25 проходит полный цикл функционирования – от его получения до использования в инженерной практике. Инженер-системотехник должен сочетать в себе талант ученого, конструктора и менеджера, уметь объединять специалистов различного профиля для совместной работы. Для этого ему необходимо разбираться во многих специальных вопросах. В силу сказанного перечень изучае- мых в вузах США будущим системотехником дисциплин производит впечатление своим разно- образным и многоплановым содержанием: общая теория систем, практически все разделы выс- шей математики, линейное, нелинейное и динамическое программирование, теория регулирова- ния, методы моделирования и оптимизации, методология проектирования систем, вычислитель- ная техника, биологические и социально-экономические, экологические и информационно-вы- числительные системы, прогнозирование, исследование операций и тому подобное. Из этого перечня видно, насколько широка подготовка современного инженера-системотех- ника. Однако главное для него – научиться применять все полученные знания для решения двух основных системотехнических задач: интеграция частей сложной системы в единое целое и управление процессом создания этой системы. Поэтому в этом списке внушительное место уде- ляется системным и кибернетическим дисциплинам, позволяющим будущему инженеру овла- деть общими методами исследования и проектирования сложных технических систем независимо от их конкретной реализации и мате- риальной формы. Именно в этой области он является профессионалом-специалистом. Системотехника является продуктом развития традиционной инженерной деятельности и про- ектирования, но качественно новым этапом, связанным с возрастанием сложности проектируе- мых технических систем, появлением новых прикладных дисциплин, выработкой системных принципов исследования и проектирования таких систем. Особое значение в ней приобретает деятельность, направленная на организацию, научно- техническую координацию и руководство всеми видами системотехнической деятельности (с одной стороны, проектирование компонентов, конструирование, отладка, разработка техноло- гии, а с другой, радиоэлектроника, химическая технология, инженерная экономика, разработка средств общения человека и машины и тому подобное), а также направленная на стыковку и интеграцию частей проектируемой системы в единое целое. Именно последнее составляет ядро системотехники и определяет ее специфику и системный характер. 2.6. Системный подход в организации технической эксплуатации машин Важнейшим фактором (направлением), обеспечивающим успешность функционирования лю- бой организации, предприятия или их структурных подразделений, в том числе эффективность технической эксплуатации машин и оборудования, является системный подход в организации административного управления, в организации и планировании любых работ, в частности, в ор- ганизации технической эксплуатации технологического оборудования. Под технической эксплуатацией оборудования понимается поддержание его в технически ис- правном работоспособном состоянии и, прежде всего, его техническое обслуживание и ремонт. Совершенствование технической эксплуатации – проблема техническая, экономическая, а также социальная. «Вклад» затрат на техническую эксплуатацию оборудования достигает деся- типроцентной доли с себестоимости продукции, что соизмеримо с относительной прибылью. Социальная проблема связана с безопасной эксплуатацией оборудования. В связи с моральным старением и физической изношенностью оборудования затраты на техническую эксплуатацию Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 26 и предотвращение аварийных опасных ситуаций для обслуживающего персонала, загрязнения воздушной и водной среды возрастают. Основная цель технической эксплуатации – обеспечение работоспособности оборудования, т.е. обеспечение способности оборудования выполнять заданные функции, соответствующие требо- ваниям нормативной технической документации, путем решения следующих задач: – обеспечение технической исправности оборудования и потерь в производстве, связанных с его неисправностью и ремонтом; – сокращение простоев оборудования и потерь в производстве, связанных с его неисправностью и ремонтом; – снижение расходов на ремонт и техническое обслуживание. В настоящее время существуют стратегии, формы и способы реализации технической эксплуа- тации оборудования, представленные на рис. 2.6, где для краткости техническая эксплуатация оборудования названа главной составляющей этой эксплуатации – ремонтом. При послеаварийном методе ремонтные работы ведутся после отказа оборудования. Планово- предупредительный ремонт (ППР) предусматривает проведение профилактических мероприя- тий по плану независимо от технического состояния оборудования с целью предотвращения от- казов. Ремонт по техническому состоянию (РПС) основан на проведении профилактических меропри- ятий в зависимости от состояния оборудования, выявляемого посредством диагностирования. На практике на предприятиях ЦБП и других технологических отраслях промышленности экс- плуатируются непрерывно действующее оборудование в технологических потоках без резерви- рования, а также большое количество оборудования с резервированием. Для первой группы оборудования оптимальным является ремонт по состоянию с планированием ремонтов по си- стеме ППР. Рис. 2.6. Структура службы технической эксплуатации оборудования Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 27 Для сравнительно простого оборудования с большим резервированием более экономичными могут оказаться стратегия послеаварийного ремонта, стратегия смешанного ремонта, называе- мая стратегией технической эксплуатации оборудования по обеспечению его надежности. Существуют четыре формы управления ремонтным производством и техническим обслужива- нием: децентрализованная, централизованная, смешанная и эксплуатационная. При децентрализованной форме весь объем ремонтных работ выполняется цеховыми ремонт- ными базами. При централизованной форме управления все виды ремонта и технического об- служивания технологического оборудования и оборудования вспомогательных подразделений осуществляет централизованная ремонтная служба. При смешанной форме управления теку- щий ремонт и техническое обслуживание осуществляются цеховыми ремонтными базами, а ка- питальный – ремонтно-механическим цехом. При эксплуатационной форме управления все виды ремонта и технического обслуживания оборудования выполняет эксплуатационный пер- сонал. Техническое обслуживание и ремонт (ТОиР) оборудования могут осуществлять ремонтные службы предприятия в виде единой централизованной структуры или в виде функциональных структур, специализирующихся на механическом или электрическом оборудовании или на средствах управления, кроме того для ТОиР могут привлекаться специализированные сервис- ные организации. Организационная структура управления формировалась по функциональным направлениям, соответствующим конкретным видам обо- рудования (технологическое, энергетическое, оборудование КИП и А). Каждый уровень управ- ления фактически повторяет предыдущий. Альтернативой функционального ТОиР является централизованное ТОиР. Только при объеди- нении служб, выполняющих ремонт механической, электрической, теплотехнической и элек- тронной частей оборудования, можно говорить об ответственном подходе к организации ре- монта и его проведению. Централизованная система позволяет реализовать все функции управ- ления службой ремонта оборудования: организацию, планирование, координацию, учет и моти- вацию. Вывод цеховых механиков из подчинения руководителям цехов основного производства со- здает условия для осуществления единой технической политики в области ремонта оборудова- ния: использование индустриальных методов ремонтных работ, специализированных ремонт- ных бригад, применение передовых методов организации труда и его оплаты. При централизованном ТОиР реализуется принцип организации ремонтных подразделений в соответствии с принципами сервисного обслуживания сторонними организациями, осуществля- ется решение задач по управлению технологическими процессами и обеспечению работоспо- собности оборудования. ТОиР оборудования специализированными сервисными предприяти- ями (так называемый «аутсорсинг») широко практи- куется за рубежом. В настоящее время создаются сервисные организации трех типов: сервисные организации, включающие весь комплекс работ по ТОиР оборудования, предприятия, работающие в форме некоммерческого партнерства, а также сервисные организации, выполняющие только опреде- ленные виды работ, например по диагностике или по восстановлению отдельных составных ча- стей оборудования. Формы, методы и способы работ применяются в различных сочетаниях. Идеального, оптималь- ного сочетания форм, методов и способов исполнения ТОиР, пригодного для всех предприятий Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 28 вне зависимости от их величины и специфики, от особенностей используемого оборудования и организации его эксплуатации, не существует. Для каждого предприятия или группы предприятий в зависимости от их величины, специфики технологического процесса, особенностей машин и оборудования требуется обоснование на ос- нове системного подхода или системного анализа наилучшего сочетания форм, методов и спо- собов их технической эксплуатации. Что касается методов ТОиР машин и оборудования ЦБП, то наиболее приемлемым является смешанный метод, с планированием по методу ППР и реали- зацией ремонта по состоянию. Прогрессивные методы технической эксплуатации оборудования невозможны без применения современных методов и средств его диагностирования, преимущественно виброконтроля, вибродиагностики и вибромониторинга. При любой стратегии и форме организации техниче- ской эксплуатации оборудования важнейшее значение имеет информация о техническом состо- янии (ТС) машин и оборудования. Для этой цели необходим мониторинг состояния оборудова- ния путем его технического диагностирования. На предприятиях применяются различные формы организации диагностики оборудования: централизованная, децентрализованная, сме- шанная и сервисная, одноуровневая и многоуровневая. Центральная служба диагностики организуется при техническом руководителе предприятия и осуществляет диагностирование оборудования всех производств предприятия. При централизо- ванной службе концентрируется материальная база и квалифицированный персонал службы, но нарушается специализация специалистов по производствам. При децентрализованной форме организации диагностики службы диагностики или отдельные специалисты диагностируют оборудование только своего цеха или производства. Обычно такая форма организации существовала на начальном этапе внедрения диагностики. При смешанной форме первичный контроль состояния оборудования с применением простей- ших приборов осуществляют цеховые службы, а диагностирование в ответственных случаях по заявкам цеховых служб осуществляет централизованная служба диагностики. При сервисной службе диагностирование осуществляют сторонние организации. Существующие службы диагностики (как правило функциональные) осуществляют диагности- рование только механического оборудования. Такой подход к организации сервисных работ су- ществует в разных сферах деятельности. И это оправдано по причине требований высокой спе- циализации проводимых работ. Механическое оборудование в клинике отличается от оборудо- вания в торговом центре или парикмахерской. Диагностирование электрического оборудования, КИП и автоматики осуществляют соответ- ствующие службы технической эксплуатации оборудования. Формы организации и технический уровень диагностики зависят от вида применяемого техно- логического оборудования, величины предприятия, а также от технического и экономического уровня его менеджмента. Для обоснования формы организации службы диагностики на предприятии также необходим системный подход, в частности основанный на теории рисков. Диагностирование, основанное на теории рисков, заключается в инспектировании оборудова- ния, имеющего дефекты и повреждения с повышенным риском аварийного отказа. По данным журнала «Техническое обслуживание и ремонт», при непрерывном производстве 90 % всех воз- можных отказов происходит с 10 % установленного оборудования. Поэтому при планировании работ по техническому обслуживанию оборудования следует сконцентрировать усилия на этой группе повышенного риска Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 29 При системном подходе к технической эксплуатации целевой функцией является показатель эффективности ремонтной службы – аварийность, включающая следующие показатели: техни- ческие (суммарное время простоев), экономические (потери производства, стоимость ликвида- ции аварий и др.), комплексные (сумма потерь производства и ликвидации аварий за определен- ный период, отнесенная к затратам на содержание ремонтного производства). «Лучший меха- ник (электрик) не тот, который постоянно занят, а тот, техническое состояние оборудования ко- торого помогает ему исключить аварийную работу» Один из действенных путей совершенствования технической эксплуатации оборудования – си- стемный подход к организации и планированию работ. Основная цель системного подхода при эксплуатации оборудования – ресурсосбережение путем решения следующих задач (проблем): – определение параметров фактического технического состояния оборудования и прогнозирование их изменения при эксплуатации; – сокращение вынужденных простоев оборудования, – предотвращение выпуска бракованной продукции. Общая схема ресурсосбережения приведена на рис. 2.7. 46 Рис. 2.7. Схема ресурсосбережения при эксплуатации оборудования Сопряжение финансовых и временных ресурсов при технической эксплуатации оборудования возможно путем организации диагностирования и прогнозирования технического состояния Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 30 оборудования, а это возможно лишь при соответствующей подготовке и переподготовке персо- нала, осуществляющего техническую эксплуатацию оборудования. 2.7. Системный подход к административному управлению предприятием Система административного управления позволяет решить две основные задачи управления, направленные на рост производительности: рациональная организация труда, мотивация каждого работника к производительному и каче- ственному труду. Целостная система административного управления состоит из двух подси- стем: организационной системы управления и системы административного управления персо- налом. Организационная система управления отвечает на вопросы: кто, что, как и когда должен делать в организации для эффективного выполнения ее целей и задач. Система обеспечивает строгую дисциплину и исполнительность на каждом рабочем месте в масштабе всей организации. При системном подходе для успешной реализации технических и управленческих идей дей- ствуют следующие правила разработки и внедрения этих идей: 1) сильный и грамотный руководитель проекта – системотехник; 2) сокращение времени для оптимизации вариантов решения проблемы, для прогнозирования развития идей; 3) изложение мнений, экспертный анализ путей развития идей; 4) планирование – база для четкого и точного воплощения идей в жизнь; 5) быстрое осуществление работы; 6) продвижение результатов поэтапно, а не за счет большого скачка. 3. МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ Прогнозирование развитие систем – один из результативных методов принятия управленческих и технических решений в условиях от частичной определенности до полной неопределенности. Примем следующее определение прогнозирования. Прогнозирование – это вероятностное утверждение относительно будущего, необходимое для планирования в условиях неопределен- ности. Прогноз – это основа для планирования, для принятия решений. Понятие «прогнозирование» следует отличать от понятий «предсказание» и «предвидение». Прогнозирование не имеет ничего общего с распространившимся в настоящее время шарлатан- ством в печати, на радио и телевидении типа «астрологический прогноз». Предсказание – достоверное суждение о состоянии какого-либо объекта, процесса или явления в будущем, основанное на логической последовательности. Предвидение – опережающее отражение действительности, основанное на познании законов развития объекта, процесса или явления. Планирование – разработка плана на основе прогнозирования. Прогнозирование – «вероятно будет». Предсказание – «будет». Планирование – «должно быть». Предвидение = прогнозирова- ние + предсказание. Прогностическая модель – модель объекта прогнозирования, исследование которой позволяет получить информацию о возможных состояниях объекта в будущем и (или) о путях достижения этих состояний. Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 31 3.1. Классификация методов прогнозирования В настоящее время используется множество разнообразных методов прогнозирования, которые классифицируются по различным признакам. Существуют разные подходы к классификации методов. Но всем методам присущи некоторые общие черты: – наличие причинно-следственных зависимостей. За основу прогнозирования принимается предположение, что те же причинно-следственные зависимости, которые существовали в про- шлом, сохраняются и в будущем; – прогнозы носят вероятностный характер. Абсолютно точный прогноз невозможен. Необхо- димо давать допуски на неточность; – прогнозы для групп объектов обычно более точны, чем прогнозы для отдельных объектов, так как ошибки в прогнозировании для группы объектов, как правило, нейтрализуют друг друга. Например, прогнозирование расхода подшипников для одной машины менее точно, чем для не- скольких машин; – точность прогноза уменьшается с увеличением периода времени, которое охватывается дан- ным прогнозом, – так называемого горизонта времени. Краткосрочные прогнозы обычно более точные, чем долгосрочные. Прогнозирование обычно выполняют по следующим этапам: 1) определение цели прогноза; 2) установление горизонта времени прогнозирования; 3) выбор метода прогнозирования, составление модели прогнозирования; 4) сбор и анализ данных для прогноза; 5) собственно прогнозирование; 6) контроль прогноза на достоверность с внесением поправок. Существует два подхода к прогнозированию: качественный и количественный. Качественные методы опираются на субъективные входные данные, используется «мягкая» информация, не поддающаяся количественной оценке, например человеческий фактор, личные мнения, догадки. Количественный подход опирается на использование статистических данных за определенный период или на разработку ассоциативных моделей, в которых используются для прогноза при- чинные переменные. Количественные методы состоят главным образом из анализа объектив- ных, или «жестких», данных. При качественных подходах используются прогнозы, основанные на суждении, мнении, про- гнозы, в которых используются субъективные входные данные, такие, как мнения специалистов, например изготовителей и потребителей ма- шин. Количественные подходы используются в статистических и ассоциативных методах прогноза. В статистических методах используют статистический или временной ряд данных на основе предположения, что будущее будет подобно прошлому. В ассоциативных методах прогнозиро- вания определяют поддающееся оценке прошлое развитие техники для предсказания ее разви- тия в будущем. Классификация является непременным условием прогнозирования. Обнаружение общих черт в различных предметах, их систематизация и отнесение к типу из- вестных и детально описанных предметов представляют собой общенаучный способ прогнози- рования. Классификация методов прогнозирования приведена на рис. 3.1. Системный анализ и принятие решений Макаров Л.М. 32 По информационному обоснованию все методы прогнозирования делятся на три класса: факто- графические, экспертные и комбинированные. Фактографические методы следует отнести к научным, они базируются на фактическом инфор- мационном материале об объекте прогнозирования (ОП) и его прошлом развитии. Экспертные методы базируются на информации, которую дают специальные эксперты. Экс- пертные методы могут быть прямыми и с обратной связью. При прямых экспертных методах обрабатываются независимые мнения экспертов. При методах с обратной связью имеется тот или иной метод воздействия на экспертов, например в виде мозговой атаки. Рис. 3.1. Клас- сифи- кация мето- дов про- гнози- рова- ния Ком- бини- рован- ные методы являются комбинацией фактографических и экспертных методов. По принципу обработки информации фактографические методы делятся на статистические, ме- тоды аналогий, опережающие и экспертные. Статистические методы объединены по принципу выявления в информации математических закономерностей развития и взаимосвязей характеристик объектов прогнозирования. Под аналогией понимается сходство предметов в каких-либо признаках или отношениях (в ма- тематике – подобие). Метод аналогий заключается в выводах, сделанных о свойствах предмета или явления на основании его сходства с другими предметами или явлениями. Аналогия явля- ется скорее методом выдвижения предположений, чем методом доказательств. Опережающие методы прогнозирования основаны на результатах обработки научно-техниче- ской информации (патентов, научных публикаций). |