izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУ10.21869/2223-1560-2021-25-4-201-219izvestswsu-947Research ArticleИнформатика, вычислительная техника и управлениеComputer science, computer engineering and IT managmentМетодика формирования оптимальной совокупности запасного оборудования в организационно-технологической системе обеспечения механической сборки на предприятиях автомобилестроительного кластераThe Methodology for Creating the Optimal Set of Spare Equipment in the Organizational and Technological System for Providing Mechanical Assembly at the Enterprises of the Motor-Car Construction Clusterhttps://orcid.org/0000-0003-2098-6156АверченковаЕ. Э.AverchenkovaE. E.

 Аверченкова Елена Эдуардовна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Цифровая экономика»

ул. Горького, д.36, г. Брянск 241050 

 Elena E. Averchenkova, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of Digital Economy Department 

 36, Gorkogo str., Bryansk 241050 

lena_ki@inbox.ruШабановА. А.ShabanovA. A.

 Шабанов Алексей Александрович

 2-й Донской пр., д. 4, г. Москва 119071 

 Aleksei A. Shabanov 

4, 2nd Donskoy proezd, Moscow 119071 

aashabanov86@mail.ruБрянский государственный технический университетBryansk State Technical UniversityМосковское производственное объединение "Металлист"Moscow Production Association" Metallist "202109042022254201219Copyright © Аверченкова Е.Э., Шабанов А.А., 20222022Аверченкова Е.Э., Шабанов А.А.Averchenkova E.E., Shabanov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/947Цель исследования

Цель исследования. Разработка методики формирования оптимальной совокупности запасных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей.

Методы

Методы. Совокупность запасного оборудования в организационно-технологической системе обеспечения механической сборки на основе резьбовых соединений на предприятиях автомобилестроительного кластера представлена в работе на основе теоретико-множественного подхода. Также для описания совокупности запасного оборудования используются теоретико-множественные модели совокупности запасных сборочных инструментов, приборов и приспособлений и совокупности запасных частей к данному оборудованию. Описание особенности организации ремонтной службы в организационно-технологической системе обеспечения механической сборки на предприятиях автомобилестроительного кластера осуществлялось с применением принципов и понятий теории управления. Формализация процесса принятия решения по формированию совокупности запасного оборудования основывается на методах теории принятия решений. Отдельные элементы методики основаны на использовании методов математического анализа и теории нечетких множеств.

Результаты

Результаты. Предложена теоретико-множественная модель совокупности запасных сборочных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей. Описана структура и процесс принятия решения по формированию совокупности запасных сборочных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей. Предложена методика и алгоритм формирования оптимальной совокупности запасных инструментов, приборов, приспособлений и запчастей. Методика и алгоритм учитывают статистические параметры отказов оборудования и позволяют оптимизировать затраты на закупку сборочного оборудования, оборудования контроля и поверки и запасных частей к ним.

Заключение

Заключение. Разработанные модели совокупности запасных сборочных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей, и методика и алгоритм формирования оптимальной совокупности запасных сборочных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей позволяют упростить управленческую работу на предприятии автомобилестроительного кластера. Разработанные модели, методика и алгоритм сокращают негативное влияние факторов, связанных с недостаточным уровнем знаний лиц, принимающих решения и решают задачу оптимального управления подсистемой запасных инструментов, приборов, приспособлений и запасных частей, входящей в организационно-технологическую систему обеспечения механической сборки.

Purpose of research. Development of a methodology for the formation of an optimal set of spare tools.Methods. The totality of spare equipment in the organizational and technological system for providing mechanical assembly based on threaded connections at the enterprises of the motor-car construction cluster is presented in the work on the basis of a set-theoretical approach. Also, to describe the totality of spare equipment, theoretical and multiple models of the whole set of spare assembly tools, devices and the amount of spare parts for this equipment are used. The description of organization features of the repair service in the organizational and technological system for providing mechanical assembly at the enterprises of the motor-car construction cluster was carried out applying the principles and concepts of management theory. The formalization of the decision-making process for the formation of a set of spare equipment is based on the methods of decision-making theory. Some elements of the methodology are based on the use of methods of mathematical analysis and the theory of fuzzy sets.Results. A set-theoretic model of a set of spare assembly tools, devices, fixtures and spare parts has been proposed. The structure and decision-making process for the formation of a set of spare assembly tools, devices, fixtures and spare parts have been described. A methodology and algorithm for creating an optimal set of spare tools, devices, and spare parts have been proposed. The methodology and algorithm take into account the statistical parameters of equipment failures and make it possible to optimize the costs of purchasing assembly equipment, control and verification equipment and spare parts for them.Conclusion. The developed models of a set of spare assembly tools, devices, fixtures and spare parts, and the methodology and algorithm for creating the optimal set of spare assembly tools, devices, fixtures and spare parts make it possible to simplify management work at an enterprise of the motor-car construction cluster. The developed models, methodology and algorithm reduce the negative impact of factors related to the insufficient level of knowledge of decision makers and solve the problem of optimal management of the subsystem of spare tools, devices, fixtures and spare parts included in the organizational and technological system of mechanical assembly.

система управленияорганизационно-технологическое обеспечение производстваавтомобилестроительный кластер.management systemorganizational and technological support of productionmotor-car construction clusterReferencesЧеркесов Г.Н. Оценка надежности систем с учетом ЗИП. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 480 с.Cherkesov G.N. Ocenka nadezhnosti sistem s uchetom ZIP [Assessment of the reliability of systems taking into account spare parts]. Saint-Petersburg, BHV-Petersburg Publ.,2012. 480 p.Черкесов Г.Н. Проблема ЗИП и задача формирования нового раздела теории надежности восстанавливаемых систем // Научно-технические ведомости СанктПетербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2011. № 6-1 (138). С. 136-153.Cherkesov G.N. Problema ZIP i zadacha formirovaniya novogo razdela teorii nadezhnosti vosstanavlivaemyh sistem [The problem of spare parts and the problem of forming a new section of the theory of reliability of recoverable systems]. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Informatika. Telekommunikacii. Upravlenie = Scientific and Technical Statements of the St. Petersburg State Polytechnic University. Computer Science. Telecommunications. Control, 2011, no. 6-1 (138), pp 136-153.Чуркин В.В. Оценка и оптимизация комплекта ЗИП с помощью метода статистического моделирования // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2015. № 2-3 (217-222). С. 79-92.Churkin V.V. Ocenka i optimizaciya komplekta ZIP s pomoshch'yu metoda statisticheskogo modelirovaniya [Assessment and optimization of a set of spare parts and accessories using the method of statistical modeling] Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SanktPeterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Informatika. Telekommunikacii. Upravlenie = Scientific and Technical Statements of the St. Petersburg State Polytechnic University. Computer Science. Telecommunications. Control, 2015, no. 2-3 (217-222), pp 79-92.Макаркин Н.П. Экономическая оптимизация количества запасных элементов технических систем с учетом фактора надежности // Вестник Мордовского университета. 2016. Т. 26. № 4. С. 448-461.Makarkin N.P. Ekonomicheskaya optimizaciya kolichestva zapasnyh elementov tekhnicheskih sistem s uchetom faktora nadezhnosti [Economic optimization of the number of spare elements of technical systems taking into account the reliability factor] Vestnik Mordovskogo universiteta = Bulletin of the Mordovian University. 2016, vol. 26, no. 4, pp. 448-461.Создание библиотеки оценки и расчета оптимальных запасов в комплектах ЗИП / П.Г. Новиков, А.М. Егоров, А.В. Царенко, И.П. Яковлев // Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2016. № 19. С. 194-197.Novikov P.G., Egorov A.M. and others Sozdanie biblioteki ocenki i rascheta optimal'nyh zapasov v komplektah ZIP [Creation of a library for evaluating and calculating optimal stocks in spare parts kits Novye informacionnye tekhnologii v avtomatizirovannyh sistemah =– New Information Technologies in Automated Systems. 2016, no. 19, pp. 194-197.Аверинцев М.Б., Корниенко Н.А., Колокольчикова Л.В. Оптимизация количества запасных элементов в сложном устройстве // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство: сборник научных статей по итогам восьмой международной научной конференции. М., 2019. С. 56-58.Averincev M.B., Kornienko N.A., Kolokol'chikova L.V. [Optimization of the number of spare elements in a complex device] Peredovye innovacionnye razrabotki. Perspektivy i opyt ispol'zovaniya, problemy vnedreniya v proizvodstvo. Sbornik nauchnyh statej po itogam vos'moj mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii [Advanced innovative developments. Prospects and experience of use, problems of implementation in production. Collection of scientific articles on the results of the eighth international scientific conference]. Moscow, 2019, pp. 56-58 (In Russ.).Чечуга А.О. Особенности разработки технологических процессов автоматизированной и роботизированной сборки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 9. С. 555-559.Chechuga A O Osobennosti razrabotki tekhnologicheskih processov avtomatizirovannoj i robotizirovannoj sborki [Features of development of technological processes of automated and robotized assembly] Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = News of the Tula State University. Technical Science, 2019, no. 9, pp. 555-559.Аббясов В.М., Бухтеева И.В., Бавыкин О.Б. Задачи выбора компоновки роботизированного технологического комплекса // Инженерный вестник Дона. 2015. №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2015/2756Abbyasov V.M., Bukhteeva I.V., Bavykin O.B. Zadachi vybora komponovki robotizirovannogo tekhnologicheskogo kompleksa [Problems of choosing the layout of a robotic technological complex]. Inzhenernyj vestnik Dona – Engineering Bulletin of the Don, 2015, no. 1. Available at: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2015/2756Zhang Q., Xie Z., Liu Y., Liu H. () Development of Bolt Screwing Tool Based on Pneumatic Slip Ring. In: Yu H., Liu J., Liu L., Ju Z., Liu Y., Zhou D. (eds) // Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, 2019, vol. 11740. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27526-6_40Zhang Q., Xie Z., Liu Y., Liu H. Development of Bolt Screwing Tool Based on Pneumatic Slip Ring. In: Yu H., Liu J., Liu L., Ju Z., Liu Y., Zhou D. (eds) Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, 2019, vol 11740. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27526-6_40Perween S., Zaheer A., Khalid R. (2013) Classification and Balancing of an Automotive Assembly Line. In: Qi E., Shen J., Dou R. (eds) // International Asia Conference on Industrial Engineering and Management Innovation (IEMI2012) Proceedings. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-38445-5_44Perween S., Zaheer A., Khalid R. (2013) Classification and Balancing of an Automotive Assembly Line. In: Qi E., Shen J., Dou R. (eds). International Asia Conference on Industrial Engineering and Management Innovation (IEMI2012) Proceedings. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-38445-5_44Poparad H. (2017) Advanced Automotive Assembly Line Trends as Tools in Optimizing Production Line Performance. In: Chiru A., Ispas N. (eds) // CONAT 2016 International Congress of Automotive and Transport Engineering. CONAT 2016. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45447-4_65Poparad H. (2017) Advanced Automotive Assembly Line Trends as Tools in Optimizing Production Line Performance. In: Chiru A., Ispas N. (eds) CONAT 2016 International Congress of Automotive and Transport Engineering. CONAT 2016. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-45447-4_65Bedeoui A., Benhadj R., Trigui M., Aifaoui N. (2021) Evaluating Assembly Sequences with the Assembly Tools Operation Space Criteria. In: Kharrat M., Baccar M., Dammak F. (eds) Advances in Mechanical Engineering, Materials and Mechanics. ICAMEM 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52071-7_16Bedeoui A., Benhadj R., Trigui M., Aifaoui N. (2021) Evaluating Assembly Sequences with the Assembly Tools Operation Space Criteria. In: Kharrat M., Baccar M., Dammak F. (eds) Advances in Mechanical Engineering, Materials and Mechanics. ICAMEM 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52071-7_16Mishra A., Deb S. (2016) An Intelligent Methodology for Assembly Tools Selection and Assembly Sequence Optimisation. In: Mandal D.K., Syan C.S. (eds) CAD/CAM, Robotics and Factories of the Future. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, New Delhi. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2740-3_31Mishra A., Deb S. (2016) An Intelligent Methodology for Assembly Tools Selection and Assembly Sequence Optimisation. In: Mandal D.K., Syan C.S. (eds) CAD/CAM, Robotics and Factories of the Future. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, New Delhi. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2740-3_31Velmurugan R.S., Dhingra T. Asset Maintenance Strategic Plan for Operational Excellence. In: Asset Maintenance Management in Industry. International Series in Operations Research & Management Science. 2021. Vol. 310. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74154-9_6Velmurugan R.S., Dhingra T. Asset Maintenance Strategic Plan for Operational Excellence. In: Asset Maintenance Management in Industry. International Series in Operations Research & Management Science, 2021, vol 310. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74154-9_6Velmurugan R.S., Dhingra T. Maintenance Strategy, Practices and Spare Parts Management // Asset Maintenance Management in Industry. International Series in Operations Research & Management Science. 2021, vol 310. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74154-9_3Velmurugan R.S., Dhingra T. Maintenance Strategy, Practices and Spare Parts Management. In: Asset Maintenance Management in Industry. International Series in Operations Research & Management Science, 2021vol 310. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-74154-9_3Wang Y., Zhou W., Zhao J., Wang M. (2021) A Computer Model for Decision of Equipment Maintenance Spare Parts Reserve. In: MacIntyre J., Zhao J., Ma X. (eds) The 2020 International Conference on Machine Learning and Big Data Analytics for IoT Security and Privacy. SPIOT 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1283. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62746-1_42Wang Y., Zhou W., Zhao J., Wang M. (2021) A Computer Model for Decision of Equipment Maintenance Spare Parts Reserve. In: MacIntyre J., Zhao J., Ma X. (eds) The 2020 International Conference on Machine Learning and Big Data Analytics for IoT Security and Privacy. SPIOT 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1283. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62746-1_42Zhang X., Zeng J. (2016) Joint Optimization of Condition-Based Repair-byReplacement and Spare Parts Provisioning Policy with Random Maintenance Time and Lead Time. In: Qi E., Shen J., Dou R. (eds) Proceedings of the 22nd International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 2015. Atlantis Press, Paris. https://doi.org/10.2991/978-94-6239-180-2_34Zhang X., Zeng J. (2016) Joint Optimization of Condition-Based Repair-byReplacement and Spare Parts Provisioning Policy with Random Maintenance Time and Lead Time. In: Qi E., Shen J., Dou R. (eds) Proceedings of the 22nd International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management 2015. Atlantis Press, Paris. https://doi.org/10.2991/978-94-6239-180-2_34Basten R.J.I., van der Heijden M.C., Schutten J.M.J. et al. An approximate approach for the joint problem of level of repair analysis and spare parts stocking // Ann Oper Res, 2015, 224, 121–145. https://doi.org/10.1007/s10479-012-1188-0Basten R.J.I., van der Heijden M.C., Schutten J.M.J. et al. An approximate approach for the joint problem of level of repair analysis and spare parts stocking. Ann Oper Res, 2015, 224, 121–145. https://doi.org/10.1007/s10479-012-1188-0Chen N., Ou L., Bai F. (2020) Research on Calculating Method of Repairable Spare Parts and Non-repairable Spare Parts. In: Duan B., Umeda K., Hwang W. (eds) Proceedings of the Seventh Asia International Symposium on Mechatronics. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 588. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9437-0_16Chen N., Ou L., Bai F. (2020) Research on Calculating Method of Repairable Spare Parts and Non-repairable Spare Parts. In: Duan B., Umeda K., Hwang W. (eds) Proceedings of the Seventh Asia International Symposium on Mechatronics. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 588. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9437-0_16Новиков Д.А. Теория управления организационными системами. М.: Изд-во физико-математической литературы, 2012. 604 с.Novikov D.A. Teoriya upravleniya organizatsionnymi sistemami [The theory of management of organizational systems]. Moscow, 2012, 604 p.Шабанов А.А. Решение задачи оптимизации частоты проверок параметров оборудовани // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая (ОТ). 2015. Вып. 10, 2015. С. 105-114.Shabanov A A Reshenie zadachi optimizacii chastoty proverok parametrov oborudovaniya [Solution of the optimization problem of equipment parameters inspection frequency] Voprosy radioelektroniki. Seriya obshchetekhnicheskaya (OT) = Questions of Radio Electronics. General Technical Series, 2015, is. 10, pp. 105-114.Шабанов А.А. Разработка методики рационального выбора структуры и состава запаса сборочных инструментов и приспособлений для системы обеспечения механической сборки // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая (ОТ). 2015. Вып. 10, 2015. С. 115-124.Shabanov A. A. Razrabotka metodiki racional'nogo vybora struktury i sostava zapasa sborochnyh instrumentov i prisposoblenij dlya sistemy obespecheniya mekhanicheskoj sborki [Development of rational choice method of structure and composition of spare assembly tools and accessories for mechanical assembly system] Voprosy radioelektroniki. Seriya obshchetekhnicheskaya (OT) = Questions of Radio Electronics. General Technical Series, 2015, is. 10, pp. 115-124.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.