Проблемы управления сроками выполнения заказов в ракетно-космической отрасли

Язык труда и переводы:
УДК:
338.984
Дата публикации:
09 января 2022, 02:56
Категория:
Секция 08. Экономика космической деятельности
Авторы
Бром Алла Ефимовна
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Описана специфика продукции ракетно-космической отрасли, этапов ее создания, особенности позаказного производства. Выделены основные причины сложности оперативного планирования на позаказном производстве, заключающиеся в «потоках возврата». Из-за возвратных операций возникают внеплановые заказы, оказывающие воздействие на характер производственного процесса. Авторы ставят перед собой задачу разработки инструмента оперативного планирования, учитывающего появление внеплановых заказов.
Ключевые слова:
ракетно-космическая отрасль, производство, возвратная операция, внеплановый заказ, интервальное оценивание, интервальные оценки, интервальное планирование
Основной текст труда

Ракетно-космическая отрасль играет главную роль в обеспечении оборонной и экономической безопасности страны. Ракетно-космическая промышленность (РКП) включает в себя более 100 научно-исследовательских институтов и предприятий, которые занимаются разработкой, производством и запуском космических аппаратов. РКП характеризуется единичным, либо мелкосерийным типом производства, высокими объемами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, длительными циклами разработки и производства изделий, широкой внутриотраслевой кооперацией, технологичностью производственных процессов, высокой наукоемкостью, сложностью, дороговизной, уникальностью и инновационностью изделий [1–3].

Такая продукция является сложной системой, состоящей из множества элементов. Детали ракетно-космической техники являются наиболее ответственными, к ним предъявляются высочайшие требования по качеству и эксплуатационным свойствам, они отличаются высокой сложностью поверхностей, высокими параметрами точности, прочности и другими характеристиками.

Для создания ракетно-космической техники ведется отдельная и совместная работа различных научных центров, лабораторий, конструкторских бюро. Несмотря на использование современных технологий, автоматизированных систем проектирования, создание единой среды цифрового пространства, работы конструкторов, расчетчиков, технологов и других инженеров от проектирования до готового продукта характеризуется высокой длительностью.

Производство ракетно-космической техники можно считать позаказным производством. При позаказном производстве фактически каждый заказ является уникальным изделием. Новая номенклатура требует проведения ряда операций по разработке макета и прототипа, технологической подготовке производства, включающие разработку техпроцесса изготовления, нормирование, создание оснастки и др.

На крупносерийном, массовом производстве каждое оборудование в технологической цепочке используется один раз. Для позаказного единичного производства каждая номенклатура изделия имеет собственный маршрут движения на производстве. Технологический процесс может быть построен таким образом, что для выполнения очередной технологической операции деталь повторно поступает на обработку на один и тот же станок. Более того, в силу уникальности и сложности продукции РКП детали возвращаются на доработку с производства в конструкторские бюро и научные лаборатории. Это приводит к возникновению «потоков возврата» и существенно усложняет планирование производства [4]. Большое число операций, прикрепляемых к одному рабочему месту, создает обстановку часто меняющихся производственных условий на рабочих местах, что выражается в частых изменениях настройки оборудования, заменах инструмента и приспособлений, смене на рабочих местах сортов и марок материала, подвергающегося обработке, в постоянном освоении новых работ по новым чертежам и техническим условиям. Более того, различия технологических маршрутов обуславливают неравномерность загрузки оборудования, что приводит к простоям, либо к скоплению очередей, отражаясь на длительности производственного цикла. Все это требует дополнительного времени, которое должно учитываться при планировании. Возникает проблема сложности планирования длительности производственного цикла РКП. Так как процесс производства не детерминирован, предлагается длительность каждой операции принять за случайную величину и подойти к оценке длительности выполнения заказа как к случайному процессу. Длительность выполнения всего заказа будет представлена в виде интервальной оценки с заданным доверительным интервалом.

Для получения оценки длительности одной операции необходимо ввести следующие параметры:

пусть f1, f2, …, fn — плотности распределения случайных величин, которые указали эксперты (начальник цеха, начальник отдела планирования, конструктор, технолог), оценивая наиболее реалистичные длительности выполнения операции; C1, C2, …, Cn — веса экспертных данных; γ — заданный уровень доверия.

Экспертам предлагается использовать три вида распределений: равномерное (U), треугольное (T) и трапециевидное (Tr), как наиболее подходящих и удобных в оперировании.

Основная идея агрегации экспертных оценок заключается в том, что время выполнения одной операции рассматривается, как случайная величина со смешанным распределением:

. f=\sum _{k=1}^{n}Cf_{k}.

Вероятность того, что случайная величина примет значение, лежащее в интервале (а, b), равна определенному интегралу в пределах от а до b, от плотности распределения этой случайной величины:

\mathrm {P} (\mathrm {a} <\mathrm {X} <\mathrm {b} )=\int _{\mathrm {a} }^{\mathrm {b} }\mathrm {f} (\mathrm {x} )\mathrm {dx} ,

где a и b — искомые значения интервала длительности выполнения операции; f(x) — функция распределения СВ.

Для нахождения значений a, b примем сл. уравнения:

\left\{{\begin{array}{l}b-a\rightarrow \min \\\int _{\alpha }^{b}f(x)dx\geq \gamma \end{array}}\right.                         

Необходимо решать эту задачу численно.

С целью определения интервала длительности выполнения всего заказа необходимо просуммировать случайные величины каждой операции, интервал также будет удовлетворять заранее заданному уровню доверия 𝛾.

Случайная величина сходится по распределению к стандартной нормально распределенной случайной величине N(0,1). Необходимо найти наикратчайший отрезок, интеграл по которому от плотности распределения будет равен γ. Учитывая, что нормальное распределение симметрично относительно математического ожидания M0 и, что значение плотности распределения монотонно убывает при удалении от M0, то искомый интервал будет так же симметричен относительно M0. Таким образом, можно искать лишь половину интервала, например, в сторону большую, чем M0. Для этого необходимо решить следующее уравнение:

\mathrm {F} (\mathrm {x} )-\mathrm {F} \left(\mathrm {M} _{0}\right)=\gamma /2.

Если обозначим решение уравнения как x* и введем обозначение Δx = x* – M0, то получим интервал дат выполнения всего заказа [M0 – Δx, M0 + Δx] (рис. 1).

Рисунок 1. Нахождение интервала дат из нормального распределения

В работе приведен инструмент, на основании которого возможно принять решение об определении срока исполнения заказа, который будет прописан в договоре. Более того инструмент интервальной оценки позволит координировать взаимодействие проектировщиков, конструкторов, производственных рабочих и отдел планирования и координации заказов. Инструмент позволяет минимизировать возможность срыва сроков исполнения контракта, что влечет выплату неустойки за просрочку исполнения обязательств по договору и потерю деловой репутации.

Литература
  1. Садовская Т.Г., Кашеварова Н.А. Проектирование системы управления жизненным циклом объектов интеллектуальной собственности на предприятиях ракетно-космической отрасли // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 3. URL: http://engjournal.ru/articles/649/649.pdf (дата обращения 08.12.2021).
  2. Карпов А.С. Ракетно-космическая промышленность Российской Федерации: современное состояние и перспективы // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2008. № 12 (33). С. 43–48.
  3. Кохно П., Вейко А. Экономический механизм развития ракетно-космической отрасли // Общество и экономика. 2016. № 9. С. 75–104.
  4. Бром А.Е., Масленникова Ю.Л. Оценка организационной устойчивости опытного производства с учетом приоритетности выполнения заказов // Автоматизация в промышленности. 2021. № 8. С. 39–42.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.