Использование бизнес-подхода жизненного цикла информационного ракетно-космического комплекса в реализации масштабных проектов перестройки ракетно-космической отрасли

Прокудин В.Н.1, Манушина А.Е.1, Уфимцев Е.К.1
1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Статья в журнале

Экономика высокотехнологичных производств
Том 1, Номер 1 (Январь-Март 2020)

Цитировать:
Прокудин В.Н., Манушина А.Е., Уфимцев Е.К. Использование бизнес-подхода жизненного цикла информационного ракетно-космического комплекса в реализации масштабных проектов перестройки ракетно-космической отрасли // Экономика высокотехнологичных производств. – 2020. – Том 1. – № 1. – С. 27-36. – doi: 10.18334/evp.1.1.110964.

Эта статья проиндексирована РИНЦ, см. https://elibrary.ru/item.asp?id=44198186
Цитирований: 1 по состоянию на 20.09.2021

Аннотация:
Рассмотрены современные информационные технологии PLM-систем, которые используются на всех этапах жизненного цикла изделия (ЖЦИ) .ракетно-космической техники (РКТ). Представлена характеристика основных тенденций повышения эффективности разработки, внедрения и применения информационных технологий для наукоемких производств, обоснована актуальность их применения. Исследовано их состояние, опыт информационного управления полным ЖЦИ высокотехнологичной продукции на предприятиях ракетно-космической отрасли (РКО),а также, основные перспективные направления его развития.

Ключевые слова: информационный ракетно-космический комплекс, этапы жизненного цикла изделия, информационное взаимодействие, эффективный информационный менеджмент



Освоение и изучение космоса – один из ключевых показателей научно-технического прогресса страны. Начиная с 50-х годов прошлого века страны «соревнуются» в запуске новых проектов и стараются достигать все больше научных результатов в космической сфере. Однако каждая из стран по-разному реализуют проекты, связанные с изучением космоса. Америка, Канада, Япония и Европа отдают предпочтение частной космонавтике. Россия, Китай, Иран, Северная и Южная Корея – государственным программам. Но когда речь идет о масштабных космических проектах, для увеличения скорости их реализации требуются ресурсы и технические решения нескольких стран [2] (Kononova, Tyukacheva, 2018).

Реализацию научно-технических проектов в РКО можно отнести к ряду направлений, которыми занимаются многие страны мира. Важно отметить, что для достижения результатов ценны как технические ресурсы, так и применение информационных систем управления. В частности, это относится к большим предприятиям, которые занимаются производством РКТ, так как трудности решаемых задач для всех этапов проектирования и создание производимой продукции отличаются экспоненциально возрастающим характером.

Учитывая происходящую реконструкцию и техническое перевооружение предприятий РКО, становится обоснованной экономическая целесообразность объемов и сроков осуществления капитальных вложений, которые направлены на реализацию различных инновационных проектов. Более этого, большее внимание уделяется характеристикам создаваемых РКТ, конструктивным и технологическим особенностям по их отработке и производству. Особенности ЖЦИ учитывают при подсчете затрат на приобретаемое оборудование, новых технологических процессов, видов испытаний и др., а также большую роль играют необходимость централизованного руководства бизнес-процессами предприятия на каждой стадии ЖЦИ и стремление к повышению производительности труда.

На предприятиях РКО информационные системы различают по моделям данных по входной и выходной информации. Несоответствия между моделями разных предприятий влияют на снижение уровня их потенциального взаимодействия, например, при решении проблемы интеграции взаимодействия различных информационных систем. Говоря о таких случаях, стоит отметить важность вопроса о применении информационных ERP-систем при управлении предприятием.

Параллельное выполнение работ и постоянное взаимодействие всех участников технологического процесса значительно сократят сроки подготовки производства РКТ. Это возможно благодаря применению информационных систем управления ЖЦИ (систем класса PLM) на крупных предприятиях РКО.

Системы управления ЖЦИ организуют различные данные в едином для автоматизированных систем информационном пространстве. Такие системы, как САПР (CAE/CAD), АСУТП (CAM/CAPP/CNC), АСУП (ERP), PDM, CRM и другие автоматизированные системы, являются ключевым средством интеграции информационного пространства. Интеграция этих систем позволит заметно уменьшить затраты, которые распределяются на подготовку производства продукции, исключить возможности снижения стабильности качества продукции, реакции системы на изменение потребностей рынка. В итоге интеграция систем позволит уменьшить вероятность любых случаев, которые влияют на увеличение себестоимости продукции.

Ошибочно считать, что PLM-системы используются только как возможность повысить эффективность капиталовложений. К весомым достоинствам этого бизнес-подхода относится возможность увидеть проблемы производства и бизнес-процесса в целом. Именно за счет этого возможна интеграция всех участников ЖЦИ. Чтобы выбрать эффективную PLM-систему, необходимо проанализировать существующие программные продукты, а также сетевое оборудование [3] (Pobirskiy, Galaev, Filimonov, 2012).

Приведем ряд критериев, которые необходимо оценить:

· использование принципиально новых технических решений и улучшение систем эксплуатации;

· организация удобства хранения и разработка общей структуры информации об изделии;

· надежность ее защиты;

· оперативное документирование изменений;

· возможность быстрого и точного поиска информации об изделии, а также – его сборочных единицах в специальном контексте;

· обеспечение обмена информацией между сотрудниками различных подразделений;

· использование стандартных разработок для обеспечения возможности работы над будущими проектами.

Под Информационным ракетно-космическим комплексом (ИРКК) подразумевается комплекс программно-аппаратных средств, которые обеспечивают информационное взаимодействие при производстве научно-технических продуктов на предприятиях РКТ.

Под жизненным циклом (ЖЦ) ИРКК, в свою очередь, понимается порядок этапов развития ИРКК с момента формирования его облика до момента прекращения его эксплуатации и последующей утилизации.

Классическая структура жизненного цикла ИРКК приведена на рисунке 1 [4] (Kazakov, Basotin, Mironov, Kazakov, Shestopalov, 2016).

Рисунок 1. Типовая структура жизненного цикла ИРКК

Утилизацию информационных систем и сетевого оборудования относят к сложным системам, в частности к тем, которые содержат программное обеспечение с широким объемом возможностей на уровне компонентов. В данном примере сами ЖЦ похожи по содержанию, однако они подвергаются усложнению итерационными процессами. Имеется в виду возможность выполнения работ одновременно с непрерывным анализом результатов и корректировкой предыдущих этапов работы. Более того, к ЖЦ применяется прототипирование, то есть создаются прототипы новых программ и сетевого оборудования для проверки их пригодности и представления программы заказчику на ранних стадиях процесса разработки.

К преимуществам архитектуры ИРКК относят: безопасность, безаварийность, эффективное функционирование и спад нестабильности работы. Модернизированный ИРКК может оставаться без изменений, пока оборудование прежней информационной системы морально и физически не устареет. Например, оборудование размещается, где будет возможен подвод питания и охлаждения, однако программная не будет привязана к расположению оборудования.

Под управлением ЖЦ ИРКК понимаются действия, которые связаны с организацией эффективного информационного взаимодействия и возможностью перехода системы в последовательные состояния в рамках ЖЦ.

Вопрос управления ЖЦ РКТ может рассматриваться в двух трактовках: в широкой, как задача эффективного управления сложными динамическими системами в условиях неопределенности, и в узкой, как задача управления состоянием ИРКК при эксплуатации.

Проблемы управления ЖЦ ИРКК еще предстоит детально исследовать. Прежде всего, это вопросы технического и экономического обоснования, объема и параметров программ совершенствования информационной системы различного назначения в режимах разработки, эксплуатации и паузах целевого применения (рис. 2).

Пауза целевого применения ИРКК – это период времени между окончанием пусковых работ по одной РКТ и началом соответствующих работ – по другой. Как раз в это время лучше всего заниматься совершенствованием программных продуктов и сетевого оборудования.

Для эффективного информационного взаимодействия всех элементов предприятия РКО развитие сетевых технологий и программных средств должно осуществляться в тренде мирового развития информационных технологий и требует постоянного совершенствования программ информационной системы: доработки (повышения производительности и быстродействия элементов локальных сетей), модернизации (применения новых программно-аппаратных средств) и разработки новых информационных комплексов (новые сетевые технологии).

Рисунок 2. Взаимосвязь задач обоснования варианта модернизации ИРКК

Обычно выделяют три главные особенности обоснования параметров таких программ.

Во-первых, это процесс, требующий больших ресурсов: финансовые затраты, трудовые ресурсы на доработку, модернизация и разработка новых ИРКК. Планирующие органы в ответе за выбор варианта таких работ и способа его осуществления с необходимостью заблаговременного прогнозирования не только затрат совершенствования информационной системы, но и затрат на дальнейшую эксплуатацию для всех будущих вариантов совершенствования.

Во-вторых, совершенствование информационной системы требует очень много временных затрат. За счет роста времени простоя ИРКК при реализации выбранного варианта совершенствования информационной системы существенно снижается общая готовность.

В-третьих, это процесс, зависящий от уровня сложности решаемых задач и доступа к исходным данным. Что ставит неопределенность в реализации целей совершенствования ИРКК. Эта неопределенность затрудняет оценку степени влияния совершенствования программных продуктов и сетевого оборудования на показатели надежности и эксплуатационных затрат, а также влияет на выбор наиболее оптимальных вариантов совершенствования информационной системы.

Из-за большого охвата и высокой сложности решение рассматриваемой проблемы возможно путем разделения на ряд связанных задач:

· формулирование постановки задачи исследований;

· проведение исследований по обоснованию потребности в совершенствовании информационной системы;

· проведение исследований по прогнозированию частных показателей вариантов совершенствования информационной системы;

· проведение исследований по выбору предпочтительного варианта совершенствования информационной системы;

· проведение исследований по экспериментальной апробации научно-методического обеспечения технико-экономического обоснования параметров программ модернизации, реализуемых в паузах целевого функционирования.

Траектория совершенствования ЖЦ ИРКК предложена на рисунке 3.

При этом сеть ИРКК, построенная по модели сети, управляемой прежними сетевыми устройствами и программами (например, по современным технологиям программно-определяемых сетей), должна давать полное взаимодействие всех устройств внутри сети. Вся информация о сетевых маршрутах и возможностях сетевых устройств совершенствованной информационной системы находится внутри приложения всего ИРКК.

Рисунок 3. Типовая траектория управления жизненным циклом ИРКК

Возможность распределять сетевые ресурсы с помощью программного обеспечения означает более стабильную работу совершенствованным программным продуктам и сетевого оборудования или внешних телекоммуникаций. Необходимость некоторого времени на то, чтобы вывести оборудование из эксплуатации в одном месте и установить его в другом – эта проблема исчезает при использовании усовершенствованной информационной системы. Помимо этого, будучи быстрее и эффективнее, а также обладая возможностью осуществлять почти мгновенную тонкую настройку сети, или включения гибридного режима сети ИРКК, вполне доступны по стоимости. Не менее важным является тот факт, что сети совершенствованной информационной системы позволяют сотрудникам IT департаментов и администраторам подстраиваться под требования бизнеса и быстро изменять сетевые условия.

Причины, по которым большинство структур РКО и ИТ-отделов не готовы к таким проектам:

· инфраструктура – аппаратная и (или) программная часть;

· неготовность организации – решения в организации должны приниматься для того, чтобы использовать максимально преимущества новых программных продуктов и сетевых технологий;

· представление о работе корпоративных приложений – для реализации всех преимуществ новых программных продуктов и сетевых технологий необходимо понимание, кто и насколько часто работает с определенными приложениями, взаимозависимости между приложениями, оптимальные способы их использования;

· виртуализация серверов, систем хранения и обработки данных – если не организована виртуализация большинства серверов, нет возможности использовать многие преимущества новых программных продуктов и сетевых технологий для обеспечения информационной безопасности данных;

· правильность ориентации – обеспечение наиболее комфортных условий для работы приложений в зависимости от того потока данных, которые они передают или получают;

· организационная структура – ИТ-специалисты и программная часть должны работать вместе, а приложения должны определять, как используются данные. ИТ-специалисты по приложениям и сетям будут пересекаться при настройке профилей приложений;

· соблюдение процедур и правил, исключающих передачу прав доступа к информации третьим лицам для обеспечения защищенной передачи данных пользователям;

· гибридный режим работы сети – аппаратное и программное обеспечение ЦОД должно функционировать как в обычном, так и в модернизированном режимах, оперативно переключаться между режимами;

· механизм разделения изоляции данных клиентов – использование каждым клиентом индивидуальных машин (ПК) и виртуальных сетей;

· недостаток навыков – отсутствие инженеров поддержки, выполняющих техническое обслуживание и устраняющих неполадки [5] (Aminev, Kozyrev, Kirichek, Prokudin, 2019).

Необходимость разработки и внедрения методов управления ЖЦИ, ориентированных на предприятия РКО, является актуальной задачей.

Идеология PLM является довольно молодой, а современные PLM-системы все еще эволюционируют. Внедрение PLM-решений является актуальным для предприятий, занимающихся производством РКТ, сами процессы внедрения встречаются с определенными трудностями, обусловленными:

· постановкой на производство новых изделий;

· отраслевыми требованиями к этапам разработки;

· требованиями закрытости информации.

В ходе исследования были обозначены наиболее подходящие варианты эффективного информационного менеджмента в условиях реконструкции и технического перевооружения предприятий РКО.


Источники:

1. Стандарт ИСО 9004-1-94. Управление качеством и элементы системы качества. - М., 1994.
2. Кононова Н.А., Тюкачева И.М. Авиастроение и ракетостроение как важнейшие средства обеспечения национальной безопасности РФ и проблемы их развития на современном этапе // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. – 2018. – № 4. – c. 712-714.
3. Побирский Е.Ю., Галаев А.С., Филимонов И.С. Управление жизненным циклом изделия в производстве ракетно-космической техники // Решетневские чтения. – 2012. – c. 633-634.
4. Казаков Рус. Риф., Басотин Е.В., Миронов А.Н., Казаков Раф. Рам., Шестопалова О.Л. Анализ путей решения проблемы управления жизненным циклом наземного оборудования ракетно-космических комплексов // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 6-2. – c. 282-287.
5. Аминев Д.А., Козырев Д.В., Киричек Р.В., Прокудин В.Н. Вопросы безопасности SDN в центре обработки данных // Распределенные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь: Материалы XXII Международной научной конференции. Москва, 2019. – c. 1-11.

Страница обновлена: 20.09.2021 в 14:04:36