На правах рукописи

КУЗЬМИН Андрей Викторович

УПРАВЛЕНИЕ ПРОВЕДЕНИЕМ КОНКУРСОВ И АУДИТОМ

ПРОЕКТОВ СОЗДАНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ

КОМПОНЕНТОВ ДВОЙНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Воронеж - 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежская государственная лесотехническая академия

Научный руководитель доктор технических наук

Антимиров Владимир

Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Белокуров

Владимир Петрович

кандидат технических наук,

Литвинов Николай Николаевич

Ведущая организация Воронежский государственный

технический университет

Защита диссертации состоится 23 января 2009 г. в 10 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.034.03 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8), зал заседания ауд. 118.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 18 декабря 2008

Ученый секретарь

диссертационного совета Аникеев Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные предприятия электронной промышленности (ЭП) должны обеспечивать практически полную автоматизацию всех процессов, иначе невозможно обеспечить проектирование и производство БИС, СБИС и интегрированных электронных систем на кристалле (СнК), содержащих миллионы элементов. Для эффективного функционирования систем комплексной автоматизации управления предприятиями и процессами создания сложнейших изделий микроэлектроники применяются большие корпоративные информационные системы (КИС). Они, как правило, создаются на основе ПЭВМ, объединенных в локальные вычислительные сети (ЛВС). В их состав включаются серверы ведения БД и приложений, являющихся более производительными ЭВМ с большой емкостью внешней памяти, для реализации технологии клиент-сервер или клиент - сервер - сервер для коллективной, распределенной обработки данных. В свою очередь они объединяются в единые КИС через физические магистрали связи. Такая техническая среда может служить универсальной основой для создания и функционирования любых проблемно-ориентированных пакетов автоматизации и их объединения в системы сквозной автоматизации на основе единого информационного поля.

Такой подход применяется в настоящее время на предприятиях ЭП РФ и на многих из них уже имеется техническая платформа, которая может использоваться в качестве базы для создания единого информационного пространства отрасли с применением стандартных возможностей системы Интернет. Ее необходимо привести в соответствие с требованиями решения всей совокупности задач комплексной автоматизации управления предприятиями и этапами жизненного цикла (ЖЦ) новых изделий микроэлектроники.

Созданное таким образом техническое обеспечение может служить основой и для разработки проблемно-ориентированного программного обеспечения решения целевых задач координационного управления (КУ) предприятиями ЭП при создании специальных изделий микроэлектроники двойного применения. Оно осуществляется Министерством обороны (МО) РФ с целью успешной реализации ее предприятиями оборонного заказа - микроэлектронных компонентов (МЭК) для создания современных вычислительных и радиотехнических средств (ВиРТС) систем управления (СУ) вооружения и военной техники (ВиВТ). Координационное управление проводится по направлению непрерывного мониторинга предприятий ЭП для определения их возможностей проектирования и производства МЭК, соответствующих современному мировому уровню и формирования предложений развития технологической базы и информационных технологий (ИТ), а также методологической основы их рационального применения.

В рамках данной работы выделены в качестве самостоятельной части - задачи автоматизации проведения конкурсов и аудита специальных проектов для создания МЭК двойного применения в интересах МО и для разработки СУ особо опасными объектами. К настоящему времени не разработана система комплексной (сквозной) автоматизации данного направления КУ предприятиями ЭП, что приводит к принятию не объективных решений из-за невозможности учета большого количества данных факторов в реальном времени. Не разработана единая методология и не приняты обоснованные технико-экономические критерии оптимизации решений в режиме взаимодействия ЭВМ - эксперт. В конечном итоге это приводит к случаям срыва выполнения оборонного заказа разработки и производства МЭК и увеличению срока его выполнения.

Поэтому в рамках данной работы поставлена задача разработки инструментальных средств КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов для создания новых МЭК двойного применения и их внедрения.

Диссертация выполнена по программам важнейших работ МО РФ. А также в соответствии с межвузовской научно-технической программой И.Т.601 Перспективные информационные технологии в высшей школе и научном направлением Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) - Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка инструментальных средств системы КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов для создания новых МЭК двойного применения и их внедрение.

Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ состояния ЭП, роли ИТ в решении задач автоматизации управления проведением конкурсов и реализацией специальных проектов создания новых МЭК;

- обосновать методику формирования единой информационной среды, структуру объектно-ориентированного обеспечения, выбрать архитектуру и провести комплексирование технического обеспечения средств управления конкурсным отбором специальных проектов и аудитом их реализации в ЭП;

- разработать технологию автоматизации управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов;

- обосновать принципы, экономико-математические критерии конкурсного отбора проектов и аудита их реализации;

- разработать математическое и программное обеспечение выбора и аудита реализации специальных проектов;

- внедрить разработанные средства в рамках единой системы КУ ЭП.

Методы исследования основываются на теории систем управления, анализа и синтеза вычислительных систем, оптимизации; аппарате вычислительной математики, прикладной статистики; теории построения программ; методах модульного, структурного и объектно-ориентированного программирования; имитационном, структурном, и параметрическом моделировании; экспертных оценках, вычислительных экспериментах.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

- структура программного обеспечения единой информационной системы КУ, принципы, экономико-математические критерии, технология автоматизации проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов создания МЭК двойного применения, обеспечивающих формирование объективных данных в режиме непрерывной автоматизации с использованием интеллектуальных возможностей экспертов, отличающихся комплексным решением совокупности задач и принятием оптимальных решений на основе достоверных данных в реальном времени;

- методы и модели управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов на базовых предприятиях ЭП (в том числе, дизайн центрах (ДЦ) и кремниевых мастерских (КМ)) и их взаимодействием для решения целевых задач. Они отличаются функциональной полнотой и универсальностью, высокой адекватностью отображения процессов управления и принятия решений в реальном времени;

- методика формирования и способы реализации лингвистических и информационных средств системы КУ, обеспечивающих единство методологии сбора, обработки, хранения, представления и обмена данными в рамках отрасли в процессе проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов, соответствующих современным технологиям построения информационных систем (ИС);

- алгоритмическая основа выбора и проверки реализации специальных проектов с использованием современных стандартов унификации математического обеспечения комплексной автоматизации управления предприятиями, и отличающаяся универсальностью;

Практическая значимость и результаты внедрения. Основным практическим результатом работы является комплексирование технической платформы и разработка инструментальных средств системы КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов для создания МЭК двойного применения. Внедрение разработанных средств подтвердило высокую эффективность предложенных решений.

Созданные средства применяются в ЭП при создании всей номенклатуры МЭК двойного применения.

Научные и практические результаты работы положены в основу создания и внедрения обучающих электронных систем в Воронежском государственном техническом университете (ВГТУ) для проведения лекционных курсов, лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования по специальным дисциплинам.

Результаты диссертационной работы внедрены на базовых предприятиях и в учебный процесс с большой экономической эффективностью.

Выносятся на защиту:

- структура программного обеспечения единой информационной системы КУ, принципы, экономико-математические критерии, технология автоматизации проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов создания МЭК двойного применения;

- методы и модели управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов на базовых предприятиях ЭП;

- методика формирования и способы реализации лингвистических и информационных средств системы КУ;

- алгоритмическая основа выбора и проверки реализации специальных проектов;

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: коллегиях МО и ряда Министерств РФ, семинарах и совещаниях Научного Совета Федеральные проблемы создания элементной базы информационно-вычислительных и управляющих систем, ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГЛТА. Результаты работы докладывались на: международных научных конференциях Математические методы в технике и технологии - ММТТ-19 и ММТ-20 (Воронеж, 2006; Ярославль 2007); российских научно-технических конференциях Информационные технологии (ИТ-2007, ИТ-2008) (Воронеж, 2007; 2008); всероссийских конференциях Интеллектуализации управления в социальных и экономических системах (Воронеж, 2007; 2008); 9 и 10 международных конференциях Кибернетика и технологии XXI века (Воронеж, 2007; 2008). А также на международных научно-технических конференциях Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий (Сочи, 2007); на международной практической конференции Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники (Королев, 2007); российских конференциях Радиационная стойкость электронных систем. Стойкость - 2007 (Москва, 2007), Теория конфликтов и ее приложение (Воронеж, 2006; 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 работы, в том числе в изданиях определенных ВАК 8 статей и монография, общим объемом 259 страниц (лично автором выполнены 174 страницы).

В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении цели и задач работы, в выполнении научно-технических исследований, обосновании структуры инструментальных средств системы КУ, разработке моделей и алгоритмов, анализе их эффективности и внедрении созданных средств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Она содержит 136 страниц машинописного текста, 19 рисунков и 1 приложение. Библиография включает 131 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, научная новизна, практическая значимость результатов.

В первой главе проведен анализ состояния ЭП РФ. В результате распада СССР за пределами РФ осталось около 50% предприятий ЭП, производивших (в том числе) радиационно-стойкие МЭК.

Последовавший за этим резкий экономический спад в РФ привел к значительному сокращению или полному прекращению государственного финансирования предприятий ЭП, что парализовало их работу, и значительная часть из них обанкротилась. Утраченными для России оказались технологии производства радиационно-стойких аналоговых микроконтроллеров, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, биполярных запоминающих устройств и др.

В период перехода на рыночные условия ЭП России находилась в глубоком экономическом кризисе. Используемое технологическое оборудование физически и морально устарело. Из-за низкой зарплаты была потеряна значительная часть интеллектуального потенциала. Технологическая отсталость ЭП РФ от самых развитых капиталистических стран увеличилась от 15 до 30 лет (по оценкам известных специалистов). В настоящее время большинство отечественных предприятий обеспечивают технологические нормы до 0,8 мкм (в лучшем случае до 0,5 мкм). В то время как большинство зарубежных фирм работают с нормами от 0,18 мкм и ниже.

Технологическую отсталость следует понимать не только в части современности применяемого технологического и контрольно-измерительного оборудования, но и уровня развития CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing) - систем. На их основе за рубежом созданы десятки комплексов автоматизации проектирования и производства новых самых современных изделий микроэлектроники - БИС, СБИС, СнК и других МЭК. Их создание практически невозможно без применения средств комплексной автоматизации.