Задачи государственного космического
научно-производственного центра им. М.В. Хруничева
В.Д. Костюков,
вед.н. с., к.т.н.,
А.И. Островерх,
зам. ген. дир. по
эконом.,
А.А. Островерх,
зам. нач. отд.,
В.Н. Сычев,
первый зам. ген.директора,
к.т.н.,
А.В. Цырков
главн. констр. ЕКИТСУП, д.т.н.,
ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, zavod-hrunichev@mail.ru, г. Москва
Рыночные
отношения предъявляют предприятиям и организациям, новый уровень требований,
что неизбежно влечёт за собой изменение принципов их функционирования. Наиболее
полное удовлетворение запросов заказчиков (клиентов) является одним из глав-ных
конкурентных преимуществ, обеспечивающих эффективное функционирование
предприятия в условиях жёсткой конкурентной борьбы на внутреннем и внешнем
рынке.
Средство решения этой проблемы большинство
предприятий видят в широком и комплексном применении информационных технологий,
базируемом на интеграции автоматизированных систем конструирования, технологической
подготовки и управления производством, гибких производственных систем, интеллектуального
технологического программно управляемого оборудования с компьютеризированной инструментальной
поддержкой. При этом на первое место выходят технологии, обеспечивающие непрерывную
информационную поддержку изделия на всех стадиях его жизненного цикла, так
называемые CALS-технологии
(более корректное название ИПИ -
технологии). Эффективное применение информационных технологий возможно лишь при
переходе от методов объектного управления предприятием к методам процессного
управления, регламентированного ГОСТ Р ИСО 9001 - 2001 и ГОСТ Р ИСО 9004 -
2001, что неизбежно сопровождается реструктуризацией бизнес процессов и требует
больших капитальных вложений. Определение объемов, очередности и сроков
вы-полнения работ по полномасштабному внедрению информационных технологий, с
учетом требований стандартов по менеджменту качества, является достаточно
сложной проблемой, требующей принятия продуманного ответственного и взвешенного
решения. Для принятия его необходимо располагать достоверной информацией об
эффективности работы действующего предприятия. Эту информацию представляют
системы бизнес аналитики - BI
(Business
Intelligence).
Системы
этого класса всегда подразумевают проведение глубокого предпроектного
обследования деятельности предприятия. Подобные комплексные обследования
предприятий являются сложными и существенно отличающимися от случая к случаю
задачами. Для решения подобных задач моделирования сложных систем существуют
хорошо проверенные на практике методологии и стандарты. К таким стандартам
относятся методологии семейства IDEF. С их помощью можно эффективно отображать
и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных
разрезах. При этом широта и глубина обследования процессов в системе определяется
самим разработчиком, что позволяет не перегружать создаваемую модель излишними
данными. В настоящее время самым распространенным является стандарт IDEF0,который полностью реализован в системе
AllFusion Process Modeler (BPwin).
Модель
технологической подготовки ТПП и управления производством ракетно-
космического
завода - РКЗ. Предназначена для описания бизнес процессов: решения общих
вопросов ТПП; ТПП по формообразованию поверхностей; ТПП по монтажно-сборочным
работам; ТПП по испытаниям; изготовления средств технологического оснащения -
СТО; проектированию и настройке программных средств; информационному сопровождению
и управлению созданием изделий ракетно-космической техники на всех стадиях жизненного
цикла. Модель охватывает основные бизнес процессы технологической подготовки и
управления компьютеризированным сертифицированным производством
ракетно-космической техники. Учитывает точку зрения заместителя Генерального
директора по экономике ГКНПЦ имени М.В. Хруничева. Целью создания модели
является описание бизнес процессов технологической подготовки и управления
производством компонентов и сегментов космической транспортной системы [1]. На
рис.1 представлена контекстная диаграмма этой модели.
Текущий
бизнес процесс предприятия: «Выпускать и эксплуатировать компоненты и сегменты
космической транспортной системы» сформировался на протяжении 90 лет со дня
образования РКЗ. Миссия и стратегия - регламенты выполнения основных этапов
процесса создания компонентов и сегментов космической транспортной системы. Руководство
РКЗ и Центра считает, что предприятие в ближайшем будущем войдёт в первую
тройку ведущих международных компаний, оказывающих коммерческие услуги по
запуску, эксплуатации и утилизации космических аппаратов. Основной же миссией
предприятия является консолидация усилий ведущих отечественных и мировых компаний
в создании надежной космической транспортной системы. Регламенты выполнения
основных этапов процесса строго прописаны и подлежат постоянному контролю и
корректировке по результатам их выполнения [2]. Финансы - масса наличных и
безналичных денег, необходимых для создания эксплуатации, ремонта и утилизации
компонентов и сегментов космической транспортной системы. Поступление финансовых
ресурсов должно происходить в строгом соответствии со стратегическим и годовым
планами и распределяться между структурными подразделениями и филиалами ГКНПЦ в
зависимости от объемов и стоимости выполняемых работ, с учетом действующей
нормативно-справочной информации.
рис.1 Контекстная диаграмма функциональной модели
ГКНПЦ им. М.В. Хруничева
Компоненты
и сегменты космической транспортной системы - составные части транспортной
системы, подготовленные к эксплуатации и/или выведенные на расчетные орбиты
(ракеты-носители и их компоненты, космические аппараты, наземные пусковые
комплексы, средства доставки грузов и людей на космодромы, медицинское оборудование
для оказания экстренной помощи, средства спасения и т.п.).
Совокупность
составных частей (компонентов и сегментов) образует надежную космическую транспортную
систему. Материал - исходный предмет труда, потребляемый для изготовления
изделия. Полуфабрикат - предмет труда, подлежащий дальнейшей обработке на предприятии-потребителе.
Покупное изделие - изделие, приобретаемое на стороне и применяемое как
составная часть продукции, выпускаемой предприятием-изготовителем. Данные ресурсы
должны поступать в строгом соответствии со стратегическим и годовым планами.
Составными частями космической транспортной системы могут быть детали,
сборочные единицы, узлы, агрегаты, изделия, компоненты и сегменты системы. Организационная
и научно-производственная инфраструктура ГКНПЦ имени М.В. Хруничева является
сложной научно-производственной системой, на базе которой осуществляется изготовление,
эксплуатация, ремонт и утилизация компонентов и сегментов космической
транспортной системы. В эту систему входят все структурные подразделения и
филиалы ГКНПЦ. К нормативно справочной информации - НСИ относятся: Конституция
(основной закон) Российской Федерации, свод законов и подзаконных актов
гражданского, уголовного и трудового права, Указы Президента, Постановления
правительства, Положение о Центре имени М.В. Хруничева, распорядительная
документация местных органов власти и Федерального космического агентства,
государственные, отраслевые стандарты и стандарты предприятия, а также другие
нормативные и справочные документы и информация, регламентирующие деятельность
Центра, его структурных подразделений и филиалов. Эта информация представлена как
в виде бумажных, так и в виде электронных документов. Отходы производства:
стружка после механической обработки деталей и детале-сборочных единиц, остатки
металла после раскроя материалов и полуфабрикатов на мерные заготовки, шлам
после электро-физико-химической обработки и тому подобные не пригодные к
использованию отходы производства. Отходы производства сортируются по видам
материалов, брикетируются и передаются сторонним предприятиям для утилизации
и/или захоронения на специальных полигонах.
Перспектива
развития России в начале XXI века в значительной степени определяется успехами в возрождении
машиностроительных отраслей промышленности и производства наукоемкой продукции.
В связи с этим актуальной становится проблема создания компьютеризированных интегрированных
производств (КИП), в состав которых, в зависимости от номенклатуры изделий и
масштабов производства, должны входить высокопроизводительные комплексы
штамповочного и литейного оборудования, автоматические линии,
роторно-конвейерные линии, агрегатные станки (в том числе с числовым
программным управлением) для размерной механической и электро-физико-химической
обработки, автономные гибкие производственные модули (ГПМ), гибкие
производственные ячейки (ГПЯ), гибкие производственные комплексы (ГПК),
робототехнические комплексы (РТК), гибкие производственные системы (ГПС),
другое интегрированное высокопроизводительное оборудование и компьютеризированные
системы, реализующие CALS-технологии. Реструктуризация бизнес процессов и создание
КИП требуют больших капитальных вложений. Определение объемов, очередности и
сроков выполнения работ по созданию КИП является достаточно сложной проблемой,
требующей принятия продуманного ответственного и взвешенного решения. Для
принятия его необходимо располагать достоверной информацией об эффективности
работы действующего предприятия, для чего и предназначена данная функциональная
модель его работы. На рис.2 представлена диаграмма декомпозиции нулевого уровня
данной функциональной модели. Бизнес процессы управления этапами жизненного
цикла создаваемых компонентов и сегментов космической транспортной системы
предназначены для координации работ всех структурных подразделений и филиалов
ГКНПЦ имени М.В. Хруничева.
рис.2 Диаграмма декомпозиции нулевого уровня
функциональной модели ГКНПЦ им. М.В.
Хруничева
Эти
бизнес процессы осуществляются централизовано и учитывают результаты работ,
выполняемых по отраслевой, межотраслевой и международной кооперации [3]. Бизнес
процессы создания объектов предназначены для строительства архитектурных,
инженерных сооружений и коммуникационных систем, используемых ГКНПЦ. Эти бизнес
процессы осуществляются централизовано для всех структурных подразделений и
филиалов ГКНПЦ [4]. Бизнес процессы оказания услуг предназначены для выполнения
работ по обеспечению работников Центра услугами в области быта, культуры,
физкультуры, спорта, отдыха и т.п. Эти бизнес процессы осуществляются централизовано
для всех структурных подразделений и филиалов ГКНПЦ [5]. Бизнес процессы
создания компонентов и сегментов космической транспортной системы предназначены
для выполнения работ по производству деталей, детале-сборочных единиц, узлов, агрегатов,
изделий, входящих в состав этих частей. Эти бизнес процессы осуществляются
одновременно научными, производственными подразделениями и филиалами ГКНПЦ [6].
Стратегический и годовой планы являются директивной планово-управляющей
информацией процессами изготовления, эксплуатации, ремонта и утилизации
компонентов и сегментов космической транспортной системы. Данная информация
обязательна для составления всеми структурными подразделениями и филиалами
ГКНПЦ рабочих детальных планов изготовления, эксплуатации, ремонта и утилизации
компонентов и сегментов транспортной системы. Управляющие подразделения ГКНПЦ предназначены
для централизованного планирования и управления всеми структурными
подразделениями и филиалами по изготовлению, эксплуатации и ремонту компонентов
и сегментов космической транспортной системы на всех стадиях их жизненного
цикла. Одной из главных задач этих подразделений является выполнение работ по
формированию и корректировке миссии и стратегии ГКНПЦ. Инженерные и
строительные подразделения. ГКНПЦ, обеспечивают централизованное выполнение
работ по созданию новых и поддержанию в работоспособном состоянии существующих
архитектурных, инженерных и коммуникационных объектов. Одной из главных задач
этих подразделений является поддержание в рабочем состоянии всей инфраструктуры
ГКНПЦ. К архитектурным, инженерным и коммуникационным объектам относятся здания,
сооружения инженерные и коммуникационные системы, обеспечивающие надежную и
эффективную работу всех структурных подразделений и филиалов ГКНПЦ. Они являются
одной из главных составляющих научно-производственной инфраструктуры ГКНПЦ.
Производственная инфраструктура ГКНПЦ включает в себя: научно-исследовательский
институт космических систем - НИИКС, конструкторское бюро "Салют", ракетно-космический
завод - РКЗ, конструкторское бюро "Арматура", авиационно-производственный
комплекс - АПК, завод медицинской техники и товаров народного потребления - ЗМТ
и ТНП, завод по эксплуатации ракетно-космической техники - ЗЭРКТ,
"Хруничев-Телеком", конструкторское бюро "Химмаш", "воронежский
механический завод", производственное объединение "Полет" г.
Омск, ОАО конструкторское бюро - КБ "Химавтоматика" г. Воронеж, ОАО
"ПРОТОН ПМ" г. Пермь, ФГУП "Длина". Дополнение: Обеспечивают
создание и функционирование компонентов и сегментов космической транспортной
системы на всех стадиях жизненного цикла. Социально-культурно-бытовые услуги предназначены
для: организации здорового отдыха сотрудникам ГКНПЦ, их детям и другим членам
семей, организации физкультурно-массовых и спортивных мероприятий, проведения
экскурсий, посещения музеев, концертов и проведения других культурно-массовых
мероприятий, организации здорового быта и своевременного и эффективного медицинского
обслуживания. Обеспечивают оптимальные условия для эффективного труда сотрудникам
ГКНПЦ и их семьям. К социально-культурно-бытовым подразделениям относятся: пансионаты
"Планета" и "Заря"; детские оздоровительные лагеря
"Зелёная Горка" и "Озёры"; дом культуры имени С.П. Горбунова;
бизнес отель "Протон"; комбинат питания "Космос";
медицинская санитарная часть МСЧ №7; центр физической культуры и спорта - ЦФК и
С; дворец водного спорта - ДВС "Фили"; музей трудовой славы и другие
объекты, предназначенные для оказания социально-культурно-бытовых услуг работникам
ГКНПЦ. Сообщения об отклонениях от планов выполнения бизнес процессов формируются
с целью принятия решений о характере изменения управляющего воздействия. Вводятся
в АСУП с удаленных терминалов.
Предприятия
аэрокосмического машиностроения, как и многие машиностроительные предприятия других
отраслей, имеют особенности, которые связанны со спецификой создания сложных
технических объектов. Объектами производства являются сложные технические системы,
а также структурные элементы этих изделий: агрегаты, системы, узлы, детали.
Основные особенности изделий аэрокосмического машиностроения, как объектов
производства, состоят в следующем: 1) высокие требования к качеству изделий в
целом и к его отдельным элементам; 2) сложность пространственных форм и большие
габариты; 3) много номенклатурность и много детальность изделий; 4) разнообразие
применяемых конструкционных материалов.
В
процессах создания и эксплуатации сложных технических объектов задействованы
значительные производственные ресурсы и участвуют большие коллективы специалистов
различного профиля и квалификации. Каждые десять лет развития науки и техники
характеризуются усложнением технических объектов в два-три раза. Усложнение
технических объектов приводит к увеличению трудоемкости и затрат на их создание,
что, в свою очередь, требует развития методов и средств автоматизации
интеллектуального и физического труда на всех стадиях жизненного цикла изделия.
рис. 3 Диаграмма первого уровня декомпозиции
функциональной модели ГКНПЦ им. М.В.
Хруничева
В
условиях применения новых информационных технологий, обеспечивающих переход к
компьютерным методам проектирования и малолюдному производству жизненный цикл
изделия, включающий проектирование, производство и эксплуатацию, подразделяется
на следующие стадии: 1) научные исследования; 2) конструирование; 3) контроль
технологичности; 4) подготовка производства; 5) изготовление; 6) испытания; 7)
эксплуатация; 8) техническое обслуживание и ремонт; 9) снятие с эксплуатации и
утилизация.
Для
каждой из стадий жизненного цикла изделия можно функционально и организационно
выделить два слоя: информационный и материальный.
В
информационном слое создаются описания изделий (ДСЕ) и процессов различного
назначения, и этот слой характеризуется преобладанием интеллектуального труда.
В материальном слое по описаниям, представленным в различной форме, выполняется
материализация изделий и процессов. В этом слое преобладает, так называемый,
физический труд - не автоматизированный, механизированный, автоматизированный -
связанный с преобразованием исходных материалов различными методами с
применением различных средств и источников энергии в изделия. На рис. 3
представлена диаграмма первого уровня декомпозиции функциональной модели ГКНПЦ
имени М.В. Хруничева.
Бизнес
процессы научных исследований предшествуют стадии проектно-конструкторских
работ. Выполняются для определения принципиальных требований к проектируемой
космической транспортной системе в целом, требований к её компонентам и
сегментам, а так же с целью формирования облика создаваемой системы [7]. В бизнес
процессах выполнения расчетно-проектных и опытно-конструкторских работ по
созданию компонентов и сегментов космической транспортной системы применяются
высокоэффективные передовые информационные и ИПИ технологии
"сквозного" проектирования-изготовления летательных аппаратов с
максимальным использованием композиционных материалов. Бизнес процессы, обеспечивающие
изготовление компонентов и сегментов космической транспортной системы, включают,
в том числе, и проектирование и изготовление мобильных авиационных средств доставки
на космодромы экипажей и пассажиров космических кораблей (судов), а так же
проектирование и изготовление комплексов специального медицинского
оборудования, необходимого для подготовки космических экипажей и пассажиров и
оказании им экстренной медицинской помощи в критических ситуациях. Данные
бизнес процессы базируются на 90 летнем опыте работы Ракетно-космического
завода и учитывают методы отечественной и международной кооперации. Среди
международных кооперативных проектов, выполняемых в соответствии с
межправительственными соглашениями, можно отметить такие, как:
"КазСат" и "Байтерек" - Казахстан; создание криогенного разгонного
блока 12 КРБ в составе индийской РКН GSLV; создание первой ступени РН KSLV-1 (Южная Корея) и некоторые другие.
Бизнес процессы: подготовки к старту, пуска, выведения на расчетную траекторию,
эксплуатации и утилизации компонентов и сегментов космической транспортной
системы выполняются с привлечением боевых расчетов РВСН и других предприятий,
НИИ и КБ. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в
области создания компонентов и сегментов космической транспортной системы,
определяющих концепцию построения и облик создаваемой системы формируются с
применением современных информационных технологий. Научно-исследовательский
институт космических систем - НИИКС имени А.А. Максимова - филиал ГКНПЦ имени
М.В. Хруничева предназначен для проведения исследований ближнего и дальнего
космоса с использованием различных группировок космических аппаратов, объединённых
в специализированные системы. Одно из основных научных учреждений, в котором
первоначально работали или с которым тесно сотрудничали выдающиеся
отечественные ученые-пионеры освоения космического пространства.
Конструкторское бюро - КБ "Салют" (одно из основных структурных
подразделений ГКНПЦ имени М.В. Хруничева) является одним из основных
проектировщиков компонентов и сегментов космической транспортной системы. При
выполнении проектно-конструкторских работ широко используется опыт, накопленный
академиками С.П. Королевым, В.Н. Челомеем, Г.Е. Лозино-Лозинским и другими
отечественными учеными-пионерами освоения космического пространства. К
конструкторским документам относят графические и текстовые документы, которые в
отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат
необходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, приемки,
эксплуатации и ремонта (по ГОСТ 2.102-68). При проведении
проектно-конструкторских работ широко применяются как информационные, так и ИПИ-технологии.
Предложения по проведению дополнительных научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ - НИОКР, необходимых для принятия решений по
оптимизации элементов конструкции (повышению технологичности).формируются
потому, что при изготовлении компонентов и сегментов космической транспортной
системы обнаруживаются ошибки, допущенные при проектировании. Иногда внесение
изменений в КД требует проведения дополнительных НИОКР. Научные и производственные
подразделения и филиалы ГКНПЦ, к которым относятся: Ракетно-космический завод -
РКЗ, Авиационно-производственный комплекс - АПК, Завод медицинской техники и
товаров народного потребления - ЗМТ и ТНП, (структурные подразделения),
конструкторское бюро - КБ "Арматура" г. Ковров, конструкторское бюро
- КБ "Химмаш" имени А.М. Исаева г. Королев, "Воронежский механический
завод", производственное объединение "Полет" г. Омск, ФГУП
"Длина" (филиалы ГКНПЦ), ОАО "ПРОТОН ПМ" г. Пермь, ОАО
конструкторское бюро - КБ "Химавтоматика" г. Воронеж, - предназначены
для проведения научно-исследовательских работ и изготовления компонентов и
сегментов космической транспортной системы. Обеспечивают создание и
функционирование компонентов и сегментов транспортной системы на всех стадиях
жизненного цикла. В состав эксплуатационных и ремонтных подразделений ГКНПЦ
входят: Завод по эксплуатации ракетно-космической техники - ЗЭРКТ и
"Хруничев-Телеком", которые предназначены для выполнения работ,
связанных со сборкой и монтажом на стартовой позиции, предстартовым контролем,
осуществлением пуска, выведением на заданную орбиту, эксплуатацией, ремонтом и
утилизацией ракетно-космической техники. При выполнении работ привлекают ответственных
исполнителей из других структурных подразделений и филиалов ГКНПЦ. Предложения
по оптимизации элементов конструкции формируют с целью повышения технологичности.
При изготовлении компонентов и сегментов транспортной системы обнаруживаются
ошибки, допущенные при проектировании. Для их исправления должны быть выполнены
работы по корректировке КД. Компоненты и сегменты - составные части космической
транспортной системы в состоянии поставки (ракеты-носители и их комплектующие,
космические аппараты, наземные пусковые комплексы, средства доставки грузов и
людей на космодромы, медицинское оборудование для оказания экстренной помощи,
средства спасения и т. п.).
Основные
направления работы технологов машиностроителей - это технологический анализ
изделий и технологическая подготовка их производства. Технологическая
подготовка производства включает: информационный слой, охватывающий разработку
и исследование новых методов производства, проектирование эффективных средств
производства, оптимальную привязку методов к изделиям (ДСЕ) и средствам
производства; и материальный слой, связанный с изготовлением средств технологического
оснащения. Наиболее сложным для автоматизации проектирования является
ракетно-космическое производство. В ракетно-космическом производстве преобладают
связанные методы обеспечения взаимозаменяемости, требующие проектирования и
изготовления многочисленной формообразующей и базирующей оснастки.
Литература
1.
Методология
структурного анализа и проектирования SADT. Дэвид А. Марка и Клемент Мак Гоуэн.
SofTecb и МТИ,
2.
В.Д.
Костюков, А.И. Островерх. Совершенствование бизнес-процессов. Научно-технический
журнал: "Информационные технологии в проектировании и производстве".
№ 4.
3.
Чурьянов
Ю.Д. Фотоальбом ГКНПЦ им. М. В. Хруничева.
4.
Горохов
А. И. Государственный космический научно - производственный центр имени М. В.
Хруничева. Страницы истории, жизнь и время. Книга вторая. Филевские орбиты. ООО
"ИИГ "Полигон - пресс"". Москва.2006 г. -407 стр.
5.
В.Д.
Костюков, А.И. Островерх. Контрольные показатели бизнес процессов
машиностроительного предприятия. Российская академия наук. Институт проблем
управления имени В.А. Трапезникова. Материалы международной конференции и
выставки CAD/CAM/PDM - 2007. Системы проектирования, технологической подготовки
производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта. 23 -
25 октября 2007. –М. С. 173 - 177.
6.
В.Д.
Костюков, А.И. Островерх. Формирование моделей станочных операций.
Научно-технический журнал: "Информационные технологии в проектировании и
производстве". №4.
7.
В.Д.
Костюков, А.И. Островерх, А.В. Воронцов, В.В. Хоменко, А.В. Цырков.
Предпроектное обследование предприятий при внедрении ИПИ - технологий.
Ежемесячный научно-технический, производственный и справочный журнал: Приборы
+Автоматизация. № 1 (91)