На правах рукописи

Козлов Сергей Александрович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ АВИАКОМПАНИИ НА ОСНОВЕ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ.

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы).

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007 г.

Работа выполнена в ГОУ Московском государственном технологическом университете Станкин.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор ВИШНЕВСКИЙ В.М.

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор БАРАНЮК В.В.

кандидат технических наук СУТЯГИН М.В.

Ведущая организация Международный научноисследовательский институт проблем управления (МНИИПУ)

Защита состоится л16 мая 2007 г. в на заседании диссертационного совета К 212.142.01 Московского государственного технологического университета Станкин по адресу: 127055, Москва, Вадковский пер., д. 3а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ Станкин.

Автореферат разослан л13 апреля 2007 г.

Отзыв на автореферат просьба направлять в двух экземплярах по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета К 212.142.01.

Ученый секретарь диссертационного совета К 212.142.01 к.т.н. И.М. Тарарин 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность представленной работы обусловлена необходимостью повышения эффективности управления авиакомпаниями, как предприятиями, функционирующими в специфической сфере деятельности. Реализация функций оперативного управления авиакомпанией происходит в режиме реального времени; цена ошибки, как правило, весьма высока в коммерческом смысле, а специфика российской отрасли накладывает к тому же дополнительные ограничения. В условиях жесткой конкуренции на международном рынке авиаперевозок повышение эффективности производственной деятельности (ПД) авиакомпании, как показывает мировой опыт, возможно осуществить прежде всего за счет оптимизации процессов управления реального времени, формализации и структурной организации производственных процессов и создания на этой основе комплексной автоматизированной системы управления ПД. Именно разработке средств и методов оптимизации управления ПД (на примере функционирования реальных авиакомпаний) посвящена настоящая работа.

Объектом исследования явилась производственная деятельность авиакомпании на примере ОАО Аэрофлот - российские авиалинии, в частности - рассмотрение производственной деятельности и ее контура оперативного управления, как объекта автоматизации в условиях существующей специфики отечественной отрасли авиационных перевозок.

Цель работы состоит в создании теоретических и практических основ, а также методологии построения автоматизированных систем управления производственной деятельностью крупных предприятий в области авиационных перевозок (на примере авиакомпании Аэрофлот - российские авиалинии) и как следствие - повышение эффективности управления этим процессом.

Достоверность полученных результатов подтверждается итогами имитационного моделирования, а также практической реализацией полученных результатов в реально созданных автоматизированных системах ОАО Аэрофлот - российские авиалинии.

В качестве основных методов исследования применялись методы системного анализа, имитационного моделирования, линейного программирования.

Научная новизна работы заключается в развитии научных методов анализа специфической области автоматизации (авиационных перевозок) и в новых постановках и способах вычислительной реализации задач теории расписаний, возникающих в процессе создания ядра автоматизированной системы - системы поддержки принятия решений, позволяющих осуществлять оперативное управление ресурсами.

Практическая ценность работы состоит в создании формализованной методологии разработки и внедрения автоматизированных систем управления производственной деятельностью авиакомпаний, апробированной на базе реализации автоматизированной системы оперативного управления производственной деятельностью ОАО Аэрофлот - российские авиалинии.

Апробация работы. Содержание и результаты работы неоднократно докладывались на научно-технических конференциях и семинарах, легли в основу ряда публикаций, а также концепции комплексной автоматизированной системы управления производственной деятельностью ОАО Аэрофлот - российские авиалинии.

Практическая реализация работы выполнена в рамках создания автоматизированной системы оперативного управления производственной деятельностью ОАО Аэрофлот - российские авиалинии.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в публикациях общим объемом 1,75 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов, изложена на 156 страницах машинописного текста и содержит 37 рисунков, 7 таблиц, а также список литературы, включающий наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается цель работы, обосновывается ее актуальность, формулируются основные цели и задачи диссертационного исследования.

В первой главе проводится анализ деятельности авиакомпании, как объекта автоматизации, обосновывается необходимость создания комплексных ИТ-решений для управления, прежде всего оперативного, производственной деятельностью авиаперевозчика, формулируются факторы и ограничения, определяющие комплексные функциональные требования к АСУ ПД авиакомпании.

Производственная деятельность современной авиакомпании подвержена воздействию большого количества внешних факторов, ограничений и требований. Непрерывное изменение текущей ситуации, значительное влияние внешних факторов, сложность технической эксплуатации средств производства в совокупности с жесткими требованиями государственных и авиационных властей в области выполнения и безопасности полетов делают современную авиакомпанию крайне сложным объектом управления. Исходя из этого, определены три основные группы факторов, формирующих важнейшие требования и ограничения к автоматизации управления производственной деятельностью авиакомпаний.

Первая группа требований и ограничений определяется необходимостью интеграции в мировое авиационное пространство.

Современные авиаперевозчики перешли к сетевому принципу, при котором выполняются многостыковочные перевозки пассажиров и грузов, возникают альянсы авиаперевозчиков, участие в которых накладывает дополнительные внешние требования на методы обработки и проверки информации, увеличивается пассажиро- и грузопоток, растет интенсивность полетов, повышается нагрузка на аэропорты и центры управления воздушным движением, сокращаются интервалы эшелонирования и т.д. Как следствие, растет объем информации, непрерывно циркулирующей как между субъектами авиаперевозок, так и внутри них, ужесточаются требования к надежности и времени ее доставки. Таким образом, каждый центр управления оперативной деятельностью авиакомпании функционирует в интернациональном информационном пространстве и обязан соответствовать определенным внешним требованиям, как по форме и типу обрабатываемых данных, так и по регламенту их обработки.

Ко второй группе факторов относятся причины, связанные с растущей сложностью самих авиакомпаний, и как следствие, сложностью принятия управленческих решений. Все большее распространение получает управление компанией на основе ключевых измеряемых показателей (KPI), которые в нашем конкретном случае являются количественными показателями обеспечения безопасности, пунктуальности и регулярности полетов, увеличения провозных емкостей, роста сети маршрутов, интенсификации эксплуатации парка воздушных судов (ВС), оптимизации стоимости и сроков технического обслуживания ВС, регулирования численности персонала и т.д.

Очевидно, что для оперативного управления, ставящего целью оптимизировать данные показатели, требуется существенно разнородная информация, приведенная к виду, допускающему использование методов многокритериального анализа, статистического анализа, вычислительных методов поиска экстремумов и др.

Третья группа факторов определяется спецификой отечественной отрасли авиаперевозок. Она обусловлена множеством причин, исторических и экономических, и находит свое отражение в следующих основных ограничениях:

1. Разнородность парка ВС. Для отечественных воздушных судов предусматриваются отличные от западных ВС принципы оперативного планирования, организации и проведения технического обслуживания и ремонта, основанные на их конструктивных особенностях. Следствием этого, а также различий технических характеристик иностранных и отечественных ВС, является проблема оперативной взаимозаменяемости ВС, особенно остро вставшая на фоне резкого повышения цен на авиатопливо, низкой экономичности отечественных ВС, а также повышения требований к ВС со стороны авиационных властей Европы и мира.

2. Нормативно-правовые ограничения. В России деятельность авиакомпаний регулируется не только Воздушным кодексом, но и большим количеством законодательных и подзаконных актов, распоряжений и ограничений, создающих весьма сложное правовое поле. Кроме того, эксплуатация ВС, помимо НТЭРАТ (Наставления по технической эксплуатации и ремонту авиационной техники), регламентируется Руководствами по летной эксплуатации, отличающимися для каждого типа и модификации ВС. При этом нормативно-правовая база не нормализована, т.е.

не всегда имеется взаимное соответствие и непротиворечивость установленных ограничений.

3. Отсутствие типизированной структуры управления авиакомпанией.

В силу исторически сложившихся причин, отечественные авиакомпании объединяют в себе разнородные функции (летные, ремонтные, сервисные, наземные), причем первичным явилось объединение функций, а организация управления стала следствием.

4. Различие пространства решений при оперативном управлении и осуществлении оперативных модификаций рейсов, в том числе с точки зрения измеряемых показателей эффективности применения АСУ. Возможность объединения рейсов, значительно разнесенных в расписании, организация триангулярных перевозок, нестабильность поддержания класса обслуживания и пунктуальности полетов не входят в пространство решений, предлагаемых коммерческими информационными системами.

Очевидно, что российские авиакомпании осуществляют свою деятельность в условиях, значительно отличающихся от общемировых, и подобная ситуация будет иметь место в течении еще достаточно продолжительного времени.

Таким образом, мы приходим к выводу о необходимости разработки комплексного решения в области автоматизации производственной деятельности авиакомпании, реализующего определенные в 1 главе диссертации функциональные возможности и удовлетворяющего трем группам факторов и ограничений. При этом показатель эффективности такого решения является векторной величиной, базирующейся на ключевых измеряемых показателях, а оптимизация решения производится на основе методов многокритериального анализа.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

- проведения комплексного анализа существующих производственных процессов в области авиаперевозок;

- разработки комплексной модели производственных процессов и ее формализации;

- проведения сравнительного анализа существующих информационных систем, потенциально пригодных для применения в качестве базиса комплексной автоматизированной системы управления производственной деятельности авиапредприятий;

- разработки математических моделей и средств, позволяющих в режиме реального времени оптимизировать использование основного ресурса авиакомпаний - самолето-моторного парка (СМП);

- разработки и оптимизации комплексного информационнотехнологического (ИТ) решения для автоматизации управления производственной деятельностью авиакомпании.

Во второй главе описывается подход к построению комплексной автоматизированной системы управления (АСУ) авиакомпании, основанный на классификации и формализации производственных процессов и порождаемых ими информационных процессов. На основе принципов управления авиакомпанией осуществляется синтез среднего уровня управления с определением использования в его качестве комплексной АСУ.

Ключевым понятием для процессно-ориентированной модели деятельности является понятие производственного процесса, состоящего из операций, порядок выполнения которых определяется технологией работы предприятия и описывается в соответствующих нормативных документах. В общем случае производственный процесс является упорядоченным подмножеством операций с возможными повторениями, реализующих как внутренние функции обработки, так и функции обмена информацией с другими производственными процессами.

По своему функциональному назначению производственные процессы компании можно подразделить на следующие классы:

- производственно-технологические процессы, в т.ч. обеспечивающие целевую деятельность компании (процессы производства рейсов, процессы технического обслуживания и ремонта ВС);

- процессы продаж авиаперевозок и связанные с ними процессы планирования;

- финансово-экономические и административно-управленческие процессы.

Таким образом, на основе совокупности производственных процессов и порождаемых ими информационных процессов можно построить информационную модель производственной деятельности авиакомпании. При этом обязательным условием является формализация производственных процессов с учетом их взаимной интегрированности, а также соблюдением следующих свойств базовых операций: атомарности (выполнения одним исполнителем, в одном месте и за фиксированное время) и транзакционности (невозможности фиксации промежуточных состояний, с которых может быть возобновлена прерванная операция).

Типичной ошибкой, допускаемой на этапе определения и формализации производственных процессов, является отождествление формализуемых производственных операций с отдельными функциями подразделений и попытки объединения данных функций в процессы. Получается жесткая схема, существенно зависящая от начальных условий и самих подразделений.

Описанные таким образом производственные процессы поддерживают не все возможные производственные ситуации, сопряжение на стыках подразделений становится чрезвычайно сложным.