УДК 658.512:621.396.6

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ПОТОКОВ ИНФОРМАЦИИ ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ В КОНСТРУКЦИИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ НА ЭТАПАХ ОСВОЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА

Ирзаев Гамид Хайбулаевич1, Адамов Александр Петрович2
1Дагестанский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий и прикладной информатики в экономике
2Дагестанский государственный технический университет, доктор технических наук, профессор кафедры микроэлектроники

Аннотация
Проведены экспериментальные исследования производственной системы по обработке извещений на изменения в конструкциях радиоэлектронных средств. Выявлена взаимосвязь между вероятностью появления требований на изменения и степенью технологичности конструкций. Исследованы свойства потока информации об изменениях с позиций теории массового обслуживания.

Ключевые слова: группа сложности извещения, извещение, конструкторско-технологическое изменение, причина появления извещения, радиоэлектронное средство, распределение Пуассона, технологичность


RESEARCH OF THE FLOW OF INFORMATION PROCESSING SYSTEMS ON CHANGES IN THE DESIGN OF RADIO-ELECTRONIC MEANS AT DEVELOPMENT AND PRODUCTION STAGES

Irzaev Gamid Khaibulaevich1, Adamov Alexandr Petrovich2
1Dagestan State Technical University, PhD in Technical Sciences, Assistant Professor of Informational Technologies and Applied Informatics in Economy Department
2Dagestan State Technical University, Doctor of Engineering, Professor of Microelectronics Department

Abstract
Experimental researches of the production system for processing notifications changes in designs of radio electronic means conducted. Found an association between the probability of the emergence of demands for changes and the degree of manufacturability designs. Investigated the properties of information flow about the changes from positions of the queuing theory.

Keywords: cause of notification, design and technological change, group complexity of notification, manufacturability, notification, Poisson distribution., radio-electronic means


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Ирзаев Г.Х., Адамов А.П. Исследование системы обработки потоков информации об изменениях в конструкции радиоэлектронных средств на этапах освоения и производства // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/01/31329 (дата обращения: 29.09.2017).

Введение. При освоении производства нового изделия на производственном предприятии ключевыми, с точки зрения повышения технологичности его конструкции, следует признать этапы разработки рабочей документации и технологической подготовки производства. При этом выполняется целый комплекс взаимосвязанных работ, структура и последовательность выполнения которых зависят от специфики конструктивного исполнения радиоэлектронных средств (РЭС) и конкретных производственных условий предприятия. В этот период проходит активное согласование конструкции изделия с технологией изготовления, проектирование соответствующих средств технологической оснастки, в результате которых вырабатываются компромиссные решения, устраивающие как конструкторов, так и технологов. Степень согласованности конструкции РЭС с технологией предприятия-изготовителя можно оценить и количественно, как предложено в [1, c. 258].
Помимо системы оценок, в основу которой заложен принцип преемственности технологии по отношению к вновь осваиваемым изделиям, другим важным и объективным источником информации об уровне технологичности изделий установившейся серии являются потоки конструкторско-технологических изменений в изделии, оформляемые на предприятии в виде извещений на изменения [2, с. 101, 3]. Конструкторско-технологическим изменениям при проектировании, подготовке и производстве изделий посвящен ряд работ исследователей [4 – 10]. Однако в них корректировка конструкторской, технологической и программной документации не анализируется как актуальный статистический источник данных об отработанности инженерных решений на технологичность. В то же время эти информационные потоки об изменениях при соответствующей классификации, обработке и формализации способны дать ценную и объективную информацию о технологичности изменяемых конструкций и предстоящих дополнительных затратах производства на проведение и реализацию этих изменений. 
Анализ статистической информации об изменениях в конструкции РЭС. В ходе освоения производства изделия на любом серийном предприятии возникает необходимость внесения конструкторско-технологических изменений в конструкторской документации (КД), которые реализуются в виде оформления извещений не только у изготовителя, но и у разработчика, что регламентировано и действующими стандартами [11, 12]. Инициаторами изменений в конструкции и корректировки КД являются как внешние (разработчик, заказчики, службы стандартизации и технического регулирования), так и внутренние (конструкторские и технологические подразделения, производственные участки, службы материально-технического обеспечения и др.) субъекты. При этом они руководствуются необходимостью улучшения эксплуатационно-технических характеристик изделий, снижения себестоимости за счет повышения технологичности конструкции и замены материалов на более дешевые, учета производственно-технологической базы и исправления ошибок, допущенных ранее в ходе проектирования конструкции. Извещения проходят соответствующий цикл обработки и согласования специалистами различных технических и производственных подразделений предприятия [13, с. 66].
Для проведения статистического анализа информационных потоков конструкторско-технологических изменений в КД на серийном предприятии отрасли был разработан классификатор причин появления и сложности извещений. С учетом отраслевых нормативных материалов [14] и с целью обеспечения эффективности экспериментальных исследований системы по обработке извещений была проведена более четкая группировка извещений по причинам появления. В частности, они были разбиты на 12 видов по причинам появления и на 3 группы по сложности (рис. 1).
Для получения структуры системы отработки технологичности РЭС на этапах освоения и серийного производства и ее параметров были использованы экспериментально-статистические методы, основанные на достаточно объемной статистике наблюдений за движением контрольных групп документов об изменении конструкции и технологии в системе «разработка – производство». Такой подход позволил не только структурировать процессы обращения информации об изменениях технологичности, но и выделить составляющие этой информации для оценки необходимых затрат на соответствующую технологическую подготовку производства, проводимую в связи с изменениями в конструкции и технологии РЭС.


Рис. 1. Классификатор причин появления и сложности извещений

Сбор статистических данных в эксперименте проводился на типичном по серийности продукции и техническому уровню предприятии отрасли, выпускающем РЭС в достаточно широкой номенклатуре (25…30 типов) при серийности выпуска от 20 до 4000 изделий в месяц. В качестве объектов исследования были выбраны 8 контрольных измерительных радиоэлектронных приборов – осциллографы, генераторы коротких сигналов, измерители – типичные представители выпускаемой предприятием номенклатуры изделий. Период наблюдения был выбран исходя из более точной оценки влияния возможной нестационарности потоков требований на выпуск извещений в начале и конце календарного года и составил 60 рабочих недель.
Была разработана форма специальной электронной карты, представленная на рис. 2, которая привязывалась к каждому изменению в потоке и сопровождала его. Для исследуемых изделий электронные карты следовали по заданному маршруту через исполнителей, которые фиксировали время основных событий по внесению изменения в изделие. Работа с картами осуществлялась через приложение управления изменениями в системе электронного документооборота предприятия.
Заполненные электронные карты учитывались в порядке следования во времени, образуя множество случайных событий, отражающих моменты появления требований на изменения на элементарных отрезках наблюдения в одну неделю (рис. 3). Была проведена классификация всего потока изменений по причинам появления и по группам сложности изменений (рис. 4, 5). Такие же диаграммы были получены по каждому из 8 контрольных изделий.


Рис. 2. Пример заполненной электронной карты обследования входящего потока требований на конструкторско-технологические изменения

Рис. 3. Диаграмма количества требований на выпуск извещений в интервале наблюдения

Рис. 4. Диаграмма вероятностей появления извещений по причинам

Рис. 5. Распределение извещений по группам сложности

Анализ полученной статистики позволяет сделать предположение о случайном характере распределения требований на выпуск извещений во времени. В связи с тем, что выбор исследуемых изделий произведен случайным образом, можно считать, что суммирование отдельных потоков требований на выпуск извещений образует общий поток, имеющий также случайный характер распределения во времени. На диаграммах реализации потока требований по неделям наблюдается колебание числа реализаций требований по месяцам, причем максимальное количество требований приходится на январь-апрель, а минимум требований наблюдается в период май-июль. 
Пик требований в начале года объясняется тем, что в этот период обычно высвобождаются мощности инструментальной базы предприятия и это обстоятельство стремятся использовать технические службы для проведения изменений. Минимум требований проводится в летнее время, а это во многом результат снижения активности производства во время летних отпусков. В период октябрь-декабрь производство, как правило, занято обеспечением плановых показателей, в связи с этим количество требований невелико и в среднем остается постоянным.
Другой особенностью рассматриваемого потока входящих требований на выпуск извещений является то, что он не является потоком однородных событий, так как требования различаются по шифрам причин возникновения и группам сложности. Характерная особенность для всех изделий, и это видно также по обобщенной диаграмме (рис. 4), заключается в том, что извещения, выпущенные по причинам П12, П11, П10, П09, П07, П03, составляют почти 85 % от общего их количества. 
Потоки извещений, проведенные по причинам П11, П10, П09, П03, П04 могут быть с достаточной степенью вероятности отнесены к условно-объективным, т.е. неизбежным, так как регламентировать количество выпускаемых извещений по ним практически невозможно. Это связано, прежде всего, с приведением КД изделий в соответствие с требованиями нормативно-технической документации (причина П11), а также с проведением постоянной работы изготовителя и разработчика над повышением уровня качества, надежности, технологичности изделий и снижением их себестоимости (причины П10, П09, П03, П04). Величина потока требований на выпуск извещений по причинам П01, П02, П06, П07, П08, П12 характеризует в большей степени качество совместной работы разработчика и изготовителя над отработкой технологичности конструкции изделия в процессе разработки, и поэтому, такие требования, на наш взгляд, не должны рассматриваться как неизбежные.
Исследования входящих потоков требований свидетельствует об определенной взаимосвязи степени отработанности технологичности РЭС и объема работы по обработке и реализации соответствующих извещений. При этом можно считать, что чем выше степень отработанности конструкции, тем меньше должна быть вероятность появления требований на ее изменение, в частности, по причинам П10, П09, П03, П04 и особенно – П12, П07, П01, П02. П05, П06.
Свойства входящего потока требований на изменение конструкции. Результаты сбора и обработки статистических материалов показывают, что имеется определенная возможность обосновано подобрать на основе методов теории массового обслуживания один из стандартных потоков входящих требований на выпуск извещений, отвечающий реальным условиям. 
Математические аспекты теории массового обслуживания достаточно широко освещены в специальной литературе. Использование этих методов для исследования, оптимизации и моделирования системы в каждом конкретном случае тем успешнее, чем полнее объем информации, необходимой для классификации системы входящего потока требований, установления дисциплины обслуживания и т.п. Учитывая ограничения, накладываемые условиями промышленного эксперимента, была поставлена задача исследовать для входящего потока стационарность, наличие или отсутствие последействия, ординарность и структуру требований, а для обслуживающей системы – количество каналов, фаз и их порядок в структуре системы, дисциплину и параметры обслуживания.
Наиболее вероятным законом распределения требований в потоке, широко используемым при анализе систем массового обслуживания, является закон Пуассона, который был принят в качестве основы исследования характеристик потока информации об изменениях. Анализ диаграмм реализаций потоков показал, что требования на обслуживание, т.е. на выпуск и обработку извещений, возникают в случайные моменты времени, и количество их в каждом из элементарных интервалов также есть случайные числа. Реальное требование на обслуживание возникает в том случае, когда случайно обнаруживается недоработка конструкции изделия или объективная необходимость в более рациональном техническом решении. Отсюда можно сделать предположение, что общий входящий поток требований должен быть свободным от последействия. Отсутствие последействия потока требований в процессах управления конструкторско-технологическими изменениями на предприятии определяется тем, что первичные документы (справки, предварительные извещения, извещения) появляются в последовательные моменты времени независимо друг от друга. 
Ординарность потока также является очевидным фактом, так как в реальной системе обработка требований на выпуск извещений происходит «по очереди», т.е. последовательно по одному, а не организованными парами, тройками или пакетами.
Обозначив через P(t) вероятность появления за интервал (0, t) не менее двух требований на обслуживание, условие ординарности можно выразить следующим образом:

 или 

где 0(t) – величина бесконечно малая по сравнению с t.
Действительно, в нашем случае всегда можно назначить достаточно малый интервал наблюдения, в течение которого исполнитель обслуживает лишь одно требование. 
Стационарность потока информации об извещениях на предприятии будет определяться его однородностью во времени. Идеальный поток требований на обслуживание был бы стационарным, без последействий и ординарным, т.е. стационарным пуассоновским потоком. Для него среднее число событий в единицу времени ‒ поток интенсивности λ = const. 
Однако поток требований на изменения в реальном случае не обладает свойством стационарности. Анализ обобщенной диаграммы (рис. 3) показывает, что в интервале май-август имеет место понижение плотности распределения требований. Кроме того, при разбивке всего времени наблюдения на две зоны (1…30) и (31…60) недели можно отметить существенное различие общего количества реализаций потока в каждом из двух интервалов, а именно: 307 и 240 соответственно, т.е. различие превышает более 20%. При этом отмеченное различие в анализе этой выборки составляет (547/1770)х100=31% от общего годового потока требований на выпуск извещений.
Пуассоновский поток событий (как стационарный, так и нестационарный) тесно связан с известным распределением Пуассона. Распределение Пуассона моделирует случайную величину, представляющую собой число событий, произошедших за фиксированное время, при условии, что данные события происходят с некоторой фиксированной средней интенсивностью и независимо друг от друга.
Таким образом, исследуемый поток является нестационарным, для которого функция распределения промежутка времени между появлениями требования в момент t0 и следующим требованием имеет выражение

,

а соответствующая плотность распределения 

.

Исследуемый суммарный поток требований является суперпозицией двух потоков, исходящих от изготовителя и разработчика изделия. Очевидно, что полный поток извещений можно рассматривать как поток случайных векторов в многомерном пространстве 

,

где αi – шифр причины i-го извещения; ßi – группа сложности i-го извещения.
Заключение. Таким образом, в результате экспериментальных исследований на производственном предприятии установлено, что реальные потоки требований на конструктивно-технологические изменения в РЭС могут быть описаны нестандартными, ординарными и неоднородными пуассоновскими потоками без последействия со сложной структурой. Статистический материал, полученный в ходе наблюдений, позволяет выявить взаимосвязи между степенью отработанности технологичности РЭС и объемами работы по проведению соответствующих извещений с последующей реализации изменений в конструкции. Это позволит в дальнейшем построить модель прогнозирования предстоящих в производстве дополнительных затрат ресурсов.


Библиографический список
  1. Ирзаев Г.Х. Система оценки согласованности конструкций радиоэлектронных средств с технологией предприятия-изготовителя на этапе освоения  // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева (национального исследовательского университета). 2010. № 1. С. 257-261.
  2. Адамов А.П., Ирзаев Г.Х., Адамова А.А. Методологические основы обеспечения технологичности электронных средств. СПб.: Политехника, 2008. – 312 с.
  3. Ирзаев Г.Х. Исследование и моделирование информационных потоков конструкторско-технологических изменений на этапах освоения и серийного производства изделий //  Организатор производства. 2012. № 1 (52). С. 131-135.
  4. Федоров В.К., Гвоздарев Р.С. Причины корректировки документации и внесения изменений в производство продукции машиностроения // Вестник машиностроения. 2011. № 8. С. 78-80.
  5. Бурец Д.В. Управление процессами workflow в конструкторско-технологическом бюро машиностроительного предприятия // Информационные технологии. 2007. № 11. С. 16-22.
  6. Шаймарданов Р.М.  Интеграция промышленного предприятия на базе PDM-системы. Проблемы и решения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2006. № 28. С. 257-261.
  7. Арончиков Ф.М., Красников С.Л., Токар И.И., Шапин Ю.И. Метод корректировки конструкторско-технологической документации на печатные платы по результатам анализа схемотехнических изменений // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2007. № 4. С. 68-69.
  8. Федоров В.К., Гвоздарев Р.С., Рыжов Д.А. Методика определения трудоемкости корректировки конструкторской документации в специальном машиностроении // Технология машиностроения. 2012. № 2. С. 65-68.
  9. Гвоздарев Р.С. Повышение качества проектирования и производства РЭС на основе разработки методических принципов снижения объемов корректировок конструкторской документации // дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. / Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики. М., 2012.
  10. Луканин А.В. Разработка метода внесения изменений в исходные данные системы автоматизированного проектирования и сопровождения конструкторско-технологической документации электрооборудования судов // Эксплуатация морского транспорта. 2012. № 2. С. 64-66.
  11. ГОСТ 2.506-84. ЕСКД. Правила внесения изменений в конструкторские документы по журналу изменений. М.: Изд. стандартов, 1984.
  12. ГОСТ 2.503-90. ЕСКД. Правила внесения изменений. М.: Изд. стандартов, 1990.
  13. Ирзаев Г.Х., Адамов А.П. Модель системы обработки информации о конструкторско-технологических изменениях в радиоэлектронных изделиях при освоении их производства // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2011. № 4 (23). С. 63-70.
  14. ОСТ 4.000.022-79. Конструкторская документация. Причины и шифры изменений. М.: Изд. стандартов, 1979.


Все статьи автора «Ирзаев Гамид Хайбулаевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: