Экспертные методы управления технологичностью промышленных изделий

Г.Х.ИРЗАЕВ
ЭКСПЕРТНЫЕ МЕТОДЫ
УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬЮ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ИЗДЕЛИЙ
Инфра-Инженерия
Мос³ва
2010

БИБЛИОТЕКА НЕФТЕГАЗОДОБЫТЧИКА И ЕГО ПОДРЯДЧИКОВ (SERVICE)
УДК658.512
ББК34.42
И79
Рецензенты:до³тортехничес³ихнаÀ³,профессорБлохинВ.Г.(Российс³ий’осÀдарственныйтехноло’ичес³ийÀниверситетим.К.Э.Циол³овс³о’о–МАТИ);до³тортехничес³ихнаÀ³,профессорЯхьяевН.Я.(Да’естанс³ий’осÀдарственныйтехничес³ийÀниверситет)
ИрзаевГ.Х.
И79
Э³спертныеметодыÀправлениятехноло’ичностью
промышленныхизделий.-Мос³ва:Инфра-Инженерия,
2010.-192с.
ISBN978-5-9729-0027-5
Моно’рафияпосвященаразработ³еметодовÀправлениятехноло’ичностьюпромышленныхизделийнабазе³ачественнойинформации,полÀченнойотэ³спертов.ОписанасистемаÀправлениятехноло’ичностьюпромышленныхизделийнаэтапахихпрое³тированияипроизводства.Обосновананеобходимостьболее
широ³о’опримененияэвристичес³ихрешенийдляотработ³иизделийнатехноло’ичностьвÀсловияхнеопределенностипрое³тно-производственнойсреды.
Предложеныподходы³ор’анизацииэ³спертизыизделийна
техноло’ичность,определению³оличественно’ои³ачественно’о
составаэ³спертных’рÀпп.Разработаныиэ³спериментальнопроверенынадействÀющихпредприятияхметодыоцен³иипро’нозированиятехноло’ичностиизделийнараннихэтапахпрое³тирования,освоенияисерийно’опроизводства.
Кни’апредназначенадлянаÀчныхиинженерно-техничес³ихработни³овпромышленныхпредприятий,наÀчно-исследовательс³ихи³онстрÀ³торс³ихор’анизаций,аспирантовистÀдентовтехничес³ихвÀзов.
©ИрзаевГ.Х.,автор,2010
©Издательство«Инфра-Инженерия»,2010
ISBN978-5-9729-0027-5
2

                                                           Введение                                                  _ 
   
ВВЕДЕНИЕ 
В условиях конкуренции между зарубежными и отечественными 
производителями основной задачей является обеспечение высокого 
функционального уровня новых промышленных изделий и поддержания 
их конкурентоспособности на рынке, что предполагает сложную и ответственную работу по снижению затрат на создание изделий, сокращению их ресурсопотребления, адаптации к производственным условиям, 
оптимизации сроков проектирования и освоения, т.е. обеспечение их 
технологичности. Проблема совершенствования системы и механизмов 
управления технологичностью изделий является по-прежнему актуальной и требует серьёзной теоретической и методической проработки. 
Технологичность – комплексное свойство, определяющее уровень технических решений, организации труда и производства и конечные результаты деятельности предприятия. 
Управление технологичностью на базе количественных методов 
оценки имеет большое значение и широко используются сегодня в практике отработки изделий на технологичность. Однако в силу сверхинтегрированности свойства технологичности, многообразия и динамичности 
факторов, влияющих на него, требуется применение комплексных методов, включающих наряду с количественными и качественные методы 
оценки технологичности. В то же время применение последних сдерживается из-за их недостаточной разработанности, отсутствия эффективных методик, предвзятого отношения некоторых исследователей и практиков к экспертным оценкам из-за их субъективности. Однако эвристические решения, принятые группой экспертов, в условиях неопределённости ситуации, неполноты данных, зачастую оказываются более достоверными, чем результаты, полученные расчётным путём. 
В монографии представлен анализ современного методического инструментария экспертных оценок, обоснована необходимость их применения для управления процессами отработки промышленных изделий на 
технологичность на этапах их проектирования и производства. Разработанные методы позволяют активно использовать экспертные оценки при 
решении следующих технико-экономических задач: 
1. Принятие решений при управлении технологичностью проектов, 
построение эвристических алгоритмов управления. 
2. Формирование различных по классам изделий наборов качественных факторов, влияющих на технологичность изделия, учёт их дальнейшего воздействия на конструкцию в проектировании и производстве. 
 
3 

                                                           Введение                                                  _ 
   
2. Сравнительная оценка и выбор наилучшего варианта конструкции 
по критерию технологичности. 
3. Прогнозирование технологичности изделия на ранних стадиях 
проекта в условиях неопределённости. 
4. Определение номенклатуры и построение иерархической структурной схемы показателей количественной оценки технологичности. 
5. Определение коэффициентов весомости частных показателей 
технологичности, влияющих на комплексный показатель. 
Читателю предлагаются не только методы решения проектнопроизводственных задач управления технологичностью. Приводятся 
также результаты экспериментальных проверок на действующих промышленных предприятиях, примеры удачных решений, подсказанные 
опытом экспертов. 
В первой главе книги даны сведения, относящиеся к системе управления технологичностью изделий на этапах их создания и промышленного производства, проведен анализ проблемы адекватности преобразования экспертной информации о технологичности и анализ методов получения качественных и количественных экспертных оценок. 
Во второй главе  рассмотрены вопросы правильного подбора количественного и качественного состава экспертов, решающих задачи 
управления технологичностью изделий. Разработана модель комплексной оценки качества эксперта на основе усовершенствованных методов 
самооценки, взаимооценки и тестовой оценки, позволяющая повысить 
объективность и достоверность оценок специалистов. 
Третья глава посвящена разработке и экспериментальной проверке 
методов управления технологичностью изделий на основе групповых 
экспертных оценок. Предлагаются: алгоритм формирования набора качественных факторов технологичности на основе опыта экспертов; метод выбора предпочтительного по технологичности варианта изделия с 
использованием аналитической иерархии; метод прогнозирования технологичности конструкций на ранних этапах проектирования, базирующийся на учете разногласий экспертов двух профессиональных групп – 
технологов и конструкторов; модель решения многокритериальной задачи формирования системы показателей технологичности изделий. 
Особую благодарность выражаю докторам технических наук, профессорам Блохину Вадиму Георгиевичу и Яхьяеву Насреддину Яхьяевичу за их труд по рецензированию и ценные замечания, улучшившие 
содержание монографии. 
 
4 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
Глава 1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ   
                ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬЮ ИЗДЕЛИЙ И 
                ЭКСПЕРТНЫЕ МЕТОДЫ 
 
 
 
1.1.  ВВЕДЕНИЕ 
 
Система управления технологичностью промышленных изделий 
призвана содействовать качественному выполнению задач, связанных с 
обеспечением технологичности разрабатываемых и осваиваемых в производстве изделий. Эти задачи включают в свой состав: планирование 
мероприятий по отработке объекта на технологичность по стадиям проектирования и производства, формирование общих технических требований к объекту, декомпозицию объекта с определением частных критериальных требований конструкторско-технологического характера, разработку системы показателей оценки технологичности, мониторинг и 
управление уровнем технологичности объекта по стадиям проектирования, моделирование реально существующих причинно-следственных 
связей между технологичностью изделий и конечными результатами 
производственно-хозяйственной деятельности предприятия, распределение обязанностей по обеспечению технологичности объектов за подразделениями и исполнителями предприятия и др. Обеспечение высокой 
технологичности каждой детали, сборочной единицы и изделия в целом  
требует комплексного подхода к оценке и оптимизации затрат в проектировании, производстве и эксплуатации. Основным критерием экономической целесообразности создания промышленного изделия является 
конечный экономический эффект.  
Решение перечисленных задач в составе системы управления технологичностью зачастую требует качественных критериев, использования 
эвристической деятельности по решению сложных, нетипических задач 
с помощью специфических приёмов продуктивного мышления специалиста. Для проблемы обеспечения технологичности изделий на этапах 
проектирования и производства нет надёжных и хорошо проверенных 
количественных моделей, позволяющих связать многочисленные проектно-производственные факторы с выходным параметром – технологичностью конструкции. Это связано как с неполнотой информации, не 
5 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
определённостью ситуаций, так и преобладанием качественных факторов. Такие проблемы, в которых качественные, трудноформализуемые и 
неопределённые факторы имеют тенденцию доминировать, называют 
слабоструктуризованными [86] и для их решения, как показывает практический опыт, эффективно привлечение экспертов. 
Суждения экспертов могут носить качественный или количественный характер в зависимости от решаемой задачи и оцениваемых объектов. Следует признать, что количественные оценки являются более полными, информативными, точными, но не стоит ими увлекаться в тех 
случаях, когда эксперту качественное восприятие трудно перевести в 
количественную форму. Это как раз и имеет место при оценке технологичности изделий. Проблема корректной обработки полученной информации во многом связана с типом шкалы, в которой были произведены 
оценки. Спектр допустимых теми или иными шкалами преобразований 
достаточно широк: от эквивалентных до произвольных взаимнооднозначных преобразований. 
В § 1.2 обоснованы актуальность и выгодность создания эффективной системы управления технологичностью для современных промышленных предприятий. Она дает возможность создавать конкурентоспособные на рынке промышленные изделия, отвечающие высоким требованиям по функциональной отдаче, позволяет повысить производительность труда, рационально использовать ресурсы, снизить трудоёмкость и 
себестоимость выпускаемой продукции.  
В § 1.3 предложены механизмы создания системы управления технологичностью изделий на промышленном предприятии, обоснованы 
цели, структура и содержание такой системы. Она должна решать комплекс взаимосвязанных задач по планированию, учёту, контролю и регулированию процессов отработки новых изделий на технологичность.  
В управлении технологичностью выделены два концептуальных аспекта: основной, связанный с формированием критериальных требований к 
технологичности изделия, контролем  их выполнения, выработкой конструктивно-технологических решений и их постоянной корректировкой 
в целях обеспечения заданных требований, и вспомогательный, связанный с формированием информационного сопровождения при проектировании и производстве изделий и разработкой организационной структуры управления их технологичностью, реализующей методические, 
плановые, диспетчерские, финансовые и иные функции.  Рассмотрен со 
6 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
временный методический инструментарий, используемый в системе 
управления технологичностью изделий. 
Разработаны информационные модели процессов управления технологичностью промышленных изделий на этапах разработки технического задания и структурной схемы изделия, разработки принципиальных схем на уровне отдельных блоков, разработки конструкций изделия, 
технологической подготовки, производства и эксплуатации изделия. 
Рассмотрены все виды расчётных и эвристических оценок технологичности, система основных и дополнительных показателей этого свойства, 
а также существенные факторы, влияющие на выбор оптимального состава показателей технологичности для конкретного вида изделия.  
Большая часть процессов формирования, оценки и отработки изделий на технологичность относится к переработке качественной информации о конструктивных формах и способах изготовления элементов 
изделий. При этом результаты анализа выражаются в виде неких эвристических рекомендаций, возникающих зачастую под воздействием случайных факторов. В § 1.4 выделен перечень работ в системе управления 
технологичностью изделий, выполняемых на основе анализа качественной и  количественной информации. При этом на некоторых этапах проектирования и освоения изделия качественный анализ и принятие решений на базе качественной информации преобладают над расчётами и количественными методами. Однако в процессе разработки имеют место 
ситуации, когда отдельные специалисты обладают огромным опытом 
принятия технологичных решений, но этот опыт  рассредоточен по отдельным субъектам. Поэтому целесообразно собрать его воедино и использовать для достоверного прогнозирования и оценки технологичности проектируемых изделий. 
Методы получения качественных и количественных экспертных 
оценок рассмотрены кратко в § 1.5. Для качественных оценок предпочтительности факторов, либо разбиения их на классы по тем или иным 
качественным признакам используют парные сравнения, множественные сравнения, непосредственное ранжирование, классификацию и т.д. 
Если необходимо получить количественные оценки сравнительной 
предпочтительности альтернатив, то можно воспользоваться непосредственными численными оценками, методом Чёрчмена-Акофа, методом 
Терстоуна, либо методом фон Неймана-Моргенштерна. Выбраны наиболее оптимальные методы для  решения задач управления технологичностью промышленных изделий.  
 
7 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
В § 1.6 рассмотрены шесть видов шкал, используемых при экспертном оценивании, и дана их сравнительная оценка. Правильное применение шкал имеет большое значение для обеспечения точности экспертных оценок. Для экспертных задач управления технологичностью рекомендуется оценивание производить по ранговой шкале, как наиболее 
полно отвечающей специфике решаемых задач. 
 
 
1.2. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ В СОВРЕМЕННОМ   
ПРОИЗВОДСТВЕ 
 
На современном этапе научно-технический прогресс в области разработки и производства промышленных изделий находит своё выражение в непрерывном их совершенствовании по техническим параметрам, 
расширении функций, а, следовательно, в усложнении изделий. При 
этом немаловажной остаётся задача обеспечения минимальных производственных затрат при высоком качестве и надёжности изделий в условиях жесточайшей конкуренции с иностранной продукцией, структурных изменений в номенклатуре выпускаемых изделий, насыщенности 
рынка. Эффективность производства и рентабельность изделий может 
быть обеспечена за счёт высокого качества основополагающей технической идеи конструкции, качества конструкторско-технологической проработки, качества изготовления. Прогрессивная техническая идея нового 
изделия, его конструкция, свободная от принципиальных недостатков, 
являются основой разработки, но при этом требуется тщательная отработка этой конструкции и её составных частей на технологичность, то 
есть возможность изготовления наиболее производительными и экономичными способами на основе высокой конструктивности изделия и без 
нарушения его функциональной надёжности. 
Технологичность конструкции представляет собой совокупность 
свойств конструкции изделия, определяющих её приспособленность к 
достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объёма выпуска и 
условий выполнения работ. 
Это определение содержит важные требования к объекту производства – соответствие конструкции реальным условиям, сложившимся на 
конкретном предприятии (материально-техническая база, тип производ 
8 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
ства, квалификация кадров, степень преемственности конструкций и типизации технологии и др.) и учет перспективы развития производства. 
В этой связи необходимо отметить ещё один аспект, на который 
специалисты обращают недостаточное внимание. Слово «приспособленность» в определении технологичности конструкции означает степень пригодности изделия для производства в заданных условиях, адаптированности его к технико-экономическому уровню предприятия. В 
соответствии с этим нельзя категорично утверждать, что изделие либо 
технологично, либо нетехнологично, исключая применение сравнительных оценок. Иначе, это формально привело бы к отрицанию необходимости дальнейшего совершенствования конструкций, признанных технологичными, так как, казалось бы, уже достигнуты минимальные затраты ресурсов для конкретных производственных условий. Однако 
производственные условия и отработка на технологичность конструкций 
являются непрерывно развивающимися во времени категориями.  
Кроме того, очевидно, что проектирование и внедрение в производство конструкций новых изделий является интеллектуальным творческим процессом, вбирающим в себя как объективные технические предпосылки, так и субъективные личные качества конструкторов и технологов. Да и сама технологичность, как показатель качества изделий, синтезирует в себе множество разнообразных, подчас трудно формализуемых, 
факторов 
конструкторского, 
технологического, 
организационнотехнического характера. Поэтому, на наш взгляд, для комплексной 
оценки технологичности изделий обоснованно применять такие сравнительные степени, как «технологичнее», «весьма технологична», «более 
технологична», характерные для экспертных методов оценки. Эти методы, незаслуженно мало используемые сегодня при управлении технологичностью, следует развивать и внедрять для гибкого принятия решений 
в условиях  быстроменяющейся обстановки на предприятии. 
Технологичность изделия следует рассматривать с двух позиций:  
- 
 технологичности конструкции законченного изделия, определяемой функциональной оправданностью и рациональностью принятых 
конструктивных решений, достигнутой степенью минимизации затрат 
труда и материалов; 
- 
 технологичности отдельных составных частей (сборочных единиц, 
функциональных узлов, деталей). 
Опыт отечественных предприятий показывает, что отработка изделий в виде комплекса мер, направленных на повышение уровня их тех 
9 

Глава 1. Система управления технологичностью изделий и экспертные методы 
 
нологичности, должна вестись по заранее разработанным методикам, согласованным с условиями каждого конкретного предприятия. 
По мере развития рыночных отношений в стране усиливается необходимость в дальнейших специальных исследованиях, направленных на 
управление конкурентоспособностью организаций, в том числе и за счет 
оптимизации процессов проектирования и освоения новых изделий с 
безусловным обеспечением такого важнейшего показателя, как технологичность. Хотя этим проблемам и ранее уделялось немалое внимание, и 
были разработаны эффективные методики обеспечения и оценки технологичности изделий, проблема заключалась в том, что в условиях жёстко 
планировавшейся и централизованно управляемой экономики, затратного государственного ценообразования у предприятий не было реальных 
стимулов к снижению издержек на всех стадиях жизненного цикла изделия. Новые условия хозяйствования делают обеспечение технологичности изделий одним из главных способов повысить рентабельность 
разработки и изготовления новых конкурентоспособных изделий за счёт 
преемственности конструкций, модульного проектирования и агрегатирования, экономии всех видов ресурсов [3, 4]. 
Многие годы проблемы обеспечения технологичности решались в 
рамках Единой системы технологической подготовки производства 
(ЕСТПП), разработанной в виде системы стандартов, регламентирующих комплексный подход к решению вопросов технической подготовки 
производства для всех предприятий и организаций. В этой системе чётко 
устанавливались основные задачи отработки конструкций на технологичность, последовательность их решения, а также предлагалась система 
количественных показателей и общие правила их выбора на различных 
стадиях разработки конструкций [32, 33, 34, 35, 36, 42]. 
На отраслевом уровне разработанные стандарты и рекомендации 
также устанавливали лишь единые уровни общих задач обеспечения 
технологичности изделий с учётом некоторых особенностей продукции 
той или иной отрасли. Следует признать, что эти нормативные материалы сыграли в прошлом и продолжают играть ныне большую роль в разработке и внедрении методик по обеспечению технологичности изделий 
в производство. Однако сегодня центр тяжести решения этой проблемы 
переносится на конкретные предприятия и фирмы. Производственнохозяйственная деятельность должна строиться с учётом имеющихся ресурсов, возможностей и организационно-технологических особенностей 
предприятия, по заранее разработанному плану сокращения общих за 
10