Заниматься прогнозированием, в общем, говоря, нас заставляет то обстоятельство, что будущее состояние объектов, течение процессов нам неизвестно, однако, имеет большое значение для решений, принимаемых нами в настоящий момент времени.

Действительно, частная задача прогнозирования технологичности конструкции промышленных изделий имеет важное народнохозяйственное значение, хотя бы потому, что позволяет:

- сократить цикл проектирования изделий и технологической подготовки производства;

- снизить затраты всех видов на освоение изделия с высокими технико-экономическими показателями качества;

-       обеспечить своевременное прекращение разработки и производства изделий, обладающих низким уровнем технологичности;

-       оценить технологическую рациональность изделия, возможность его изготовления и эксплуатации при использовании имеющихся в распоряжении производителя и потребителя продукции трудовых, материальных, финансовых и других видов ресурсов, т.е. пригодность к поддержке изготовления и эксплуатации изделия.

Введём понятия «прогнозирования» и «прогнозирующей системы», необходимые при дальнейшем рассмотрении проблемы. Под прогнозированием будем понимать некоторый исследовательский процесс, в результате которого получают вероятностные данные о будущем состоянии, свойствах объекта, основанные на учёте и анализе большого количества качественных и количественных факторов [1, 2].

Прогнозирующая система – это некоторая система, включающая в свою структуру математические, логические, эвристические элементы, посредством которых поступающая на вход информация об объекте преобразуется и выдаётся на выходе в виде прогноза о будущем состоянии объекта.

Таким образом, важно отметить, что для любого вида прогноза характерно наличие источников информации, в которых уже содержатся потенциальные данные о будущем. Эти данные должны быть достоверными,  неизбыточными, точными, полными. Это непременное условие обеспечения качества исходной информации, может быть ещё одним важным условием правильного выбора адекватной прогнозируемому объекту модели (эвристической или математической).

Прогнозирующая система должна предусматривать и «обратную связь» для логического анализа полученных результатов во избежание грубых ошибок.

Задача прогнозирования технологичности конструкции промышленных изделий имеет ряд специфических особенностей, на которых следует подробнее остановиться при рассмотрении блок-схемы прогнозирования (рисунок).

Рисунок. Блок-схема прогнозирования технологичности промышленных изделий

Методологическую основу современных методов прогнозирования производственных систем  с  учетом  их состава  и структуры составляет системный анализ. Поэтому при определении целей и задач прогнозирования технологичности следует иметь в виду, что это одна из важнейших систем оценок эффективности деятельности и конкурентоспособности предприятия на рынке.

Предприятие рассматривается как особая самоорганизующая система, которая фактически взаимодействует с другими в рамках рыночной экономики. Предприятию, как системе, присуща и комплексность, которая определяется комплексностью его целей и задач, а также высоким разнообразием протекающих на предприятии процессов производства и управления. Главной целью одной из подсистем предприятия, назовем ее подсистемой обеспечения технологичности конструкций изделий, является снижение трудоемкости и технологической себестоимости изделия в изготовлении. Одна из подцелей этой подсистемы – прогнозирование показателей технологичности конструкций на более ранних этапах проектирования для принятия эффективных решений по главной цели подсистемы обеспечения технологичности [3]. В рамках этой подцели основными задачами прогнозирования технологичности конструкции изделия или отдельных его показателей являются:

- определение значений базовых показателей для установления исходных требований к технологичности разрабатываемого изделия;

- обеспечение оптимизации затрат ресурсов (средств, труда, материалов, времени) в сферах подготовки производства, изготовления, эксплуатации и модернизации изделия;

- определение значений показателей технологичности на ранних этапах проектирования с целью снижения затрат на изменения  в конструкторской документации и во избежание дорогостоящих доработок конструкции изделия на поздних этапах разработки и освоения;

- своевременное выявление сложных технических проблем, тормозящих ход производства, обеспечение ритмичной работы по разработке и внедрению конструкторско-технологических изменений, выявление резервов производственных мощностей и их рациональное использование.

Главная цель прогнозирования технологичности изделия – не определение точных значений этого показателя, поскольку сделать это невозможно в принципе, а идентификация некоторого интервала, в границах которого может варьировать показатель технологичности. Прогнозирование технологичности повышает способность реагировать на изменения, побуждает к размышлению о том, какие безвозвратные потери может понести предприятие, если оно не будет заниматься вопросами оптимизации своих затрат.

Важнейшей составляющей прогнозирования является информационная компонента, связанная с характеристикой данного объекта прогнозирования или его аналогов в прошлом и настоящем, а также различных научно-технических и методических положений, соответствующих целям и задачам прогнозирования. На современных предприятиях такая информационная база строится на основе компьютерных технологий и призвана поддерживать как процессы проектирования, производства, эксплуатации, так и прогнозирования технологичности выпускаемых изделий в составе этих процессов[4] .

Исходными данными для разработки прогнозов в подсистеме отработки изделий на технологичность являются разнообразные информационные материалы научно-методического, директивного, статистического и практического характера. Это, прежде всего, информация об основных характеристиках изделия, ожидаемом объеме его производства, примерных сроках разработки и освоения. Информацию о свойствах конструкции несут конструкторские документы, они и являются основными носителями информации о технологичности.

Это такие документы, как техническое задание на разработку, чертежи общего вида, схемы, ведомости покупных изделий, ведомости эскизного проекта, пояснительные записки, экспертные заключения, карты технического уровня и качества продукции, журналы замечаний, предложения об изменениях в конструкции (извещения). Перечисленные документы могут относиться как к самому изделию, если технологичность его конструкции прогнозируется на этапах проектирования, так и к изделиям-аналогам, ранее освоенным и выпускаемым на предприятии, если необходимо прогнозировать значения базовых показателей технологичности для нового изделия этого же класса.

Первым исходным документом на проектирование изделия является техническое задание (ТЗ), которое разрабатывается исполнителем проекта по поручению заказчика. В нем устанавливается цель, эксплуатационное и функциональное назначение, перспективность разработки, определяются требования к надежности, технологичности, унификации, эргономичности, безопасности и др. Количественная информация представляется в ТЗ рядом технических параметров изделия и предельными значениями показателей качества. Документ обосновывает целесообразность и эффективность освоения изделия, поэтому в нем уделяется внимание таким экономическим показателям как ориентировочная экономическая эффективность, лимитная цена, годовая потребность, срок окупаемости затрат. Проводится сравнение с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.

ТЗ составляют на основе выполненных научно-исследовательских разработок, результатов научного и инженерного прогнозирования, анализа имеющихся в мировой практике достижений в этой области, патентов, других источников информации.

Важнейшим условием выбора наиболее технологичных решений является знание основных тенденций развития изделий определенного класса, принципов и закономерностей развития техники вообще. При конструировании технических объектов с учетом условий их развития полезно учитывать следующие принципы:

-  преемственности;

-  обязательности учета достижений науки и техники;

-  адаптивности к новым условиям производства и эксплуатации;

-  совместимости компонентов объекта между собой и внешней средой;

-  взаимозаменяемости.

Исследователь и разработчик при прогнозировании технологичности вынужден обращаться к научно-техническим материалам о тенденциях развития техники и промышленности, использовать массивы данных об отечественных и зарубежных аналогах (каталоги, проспекты, рекламные материалы, техническую литературу и др.). В качестве информационно-методической базы при прогнозировании уровня технологичности изделий может использоваться и конструкторско-технологический классификатор сборочных единиц. Группировка всех сборочных единиц по конструктивно-технологическому подобию позволяет получить информацию не только о функциональном назначении изделия, но и о его конструктивной сложности, видах технологических процессов его изготовления, сопоставлять вновь разрабатываемые изделия с типовыми представителями по технологичности.

Неоценимую помощь могут также оказать нормативно-методические материалы, представленные в виде государственных, отраслевых стандартов, рекомендаций и указаний, типовых задач и алгоритмов их решения.

В качестве исходной прогнозной базы могут также служить:

- решение о проектировании и производстве конкретного типа промышленного изделия;

- информация о примерных сроках разработки чертежей и ожидаемом их объеме;

- собственный практический опыт конструкторско- технологических подразделений по отработке на технологичность изделий аналогичного типа (наиболее характерные технические и организационные трудности, взаимодействие с разработчиком, удачные методы решения проблем);

- опыт родственных предприятий по изделиям-аналогам.

Информационная составляющая процесса прогнозирования технологичности имеет ряд особенностей:

1. Используемые информационные источники по большей части не содержат «явной» информации о технологичности, она скрытая, ее необходимо отфильтровывать из большого массива данных.

2. Состав информационных источников зависит от цели и объекта прогнозирования. К примеру, если прогнозируются значения базовых показателей технологичности (трудоемкость, технологическая себестоимость, материалоемкость) для нового изделия, то это информационные источники о тенденциях развития изделий подобного класса, документация об отечественных и зарубежных аналогах, статистические данные по показателям типовых представителей. При прогнозировании же будущего уровня технологичности изделий на ранних этапах проектирования используется имеющаяся КД, методические материалы, эвристическая информация [5].

3. Все источники информации можно разделить на параметрические, содержащие в описании объекта прогнозирования количественные параметры и непараметрические, описание в которых ведется на качественном уровне.

4. Источники информации о технологичности изделий различаются по информационной нагрузке, значимости, размерности, пределам применяемости, точности измерений и т.п.

Собранная информация о технологичности конструкции  технических объектов, производственной среде должна быть систематизирована и представлена в удобной для целей прогнозирования форме. Наряду с формализованной информацией в виде таблиц, графиков, блок-схем, функциональных зависимостей, коэффициентов, критериев в прогнозирующую систему может поступать и неформализованная (качественная) информация. Одна из целей систематизации как раз и заключается в преобразовании такой информации в количественную форму, что позволяет устранить субъективизм в интерпретации фактов и принятии волевых решений.

При прогнозировании к первоочередным задачам относится определение минимального объема исходной информации и глубины ее ретроспективного поиска. Здесь существует два подхода [6]:

- минимально необходимый информационный массив определяется как случайная репрезентативная выборка из генеральной совокупности всей информации. Этот подход обладает такими недостатками, как неучет глубины ретроспективного поиска и структуры исследуемого информационного массива. Объем генеральной совокупности может быть известен (например, при использовании патентной информации) или неизвестен (если привлекаются проектно-конструкторские разработки);

-  минимально необходимый объем информации определяется как функция

 ,

где t_n– глубина ретроспективного поиска; V – точность прогнозирования; m – минимально допустимое число источников информации, при котором еще возможна обработка результатов наблюдений (m>=4).

Глубина ретроспективного поиска t_n определяется в свою очередь периодом внедрения функционально однородных технических объектов t₀и технической ценностью информации (приросту технического уровня объекта) ΔP

 .

 После сбора, классификации и подготовки информации к использованию наступает этап выбора методов прогнозирования технологичности конструкций и определения адекватной модели. Эти два этапа тесно взаимосвязаны, так как от наличия и степени изученности процессов производства и проектирования, «степени искаженности» информации и ее объемов зависит качество модели прогнозирования технологичности изделия.

1. Пушкарев С.А. Анализ методов инженерного прогнозирования развития технических систем // Вестник КИГИТ. 2009. № 1. С. 99-107.
2. Братченко Н.Ю. Анализ методов прогнозирования параметров сложных технических систем // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2012. № 4. С. 19-21.
3. Ирзаев Г.Х. Разработка функциональной и организационной структур комплексной системы управления технологичностью промышленных изделий // Автоматизация процессов управления. 2011. № 4. С. 66-75.
4. Ирзаев Г.Х. Губина Е.А. Моделирование информационных процессов обеспечения технологичности изделий приборостроения на ранних этапах проектирования // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34082 (дата обращения: 25.05.2014).
5. Ирзаев Г.Х. Экспертные методы управления технологичностью промышленных изделий: монография. – М.: Инфра-Инженерия, 2010.
6. Амиров Ю.Д. Основы конструирования: творчество – стандартизация – экономика: справочное пособие. – М.: Изд. стандартов, 1991.

Все статьи автора «Saida»