Разработка проблемно-ориентированной системы для управления надежностью автомобилей на стадии гарантийного обслуживания

Актуальность темы

В условиях роста конкуренции между мировыми производителями автомобильной техники (АТ) актуальной становиться задача повышения эффективности управления системой фирменного сервиса (ФС). Чтобы обеспечить лояльность клиентов, их доверие к бренду, фирма-продуцент АТ должна повышать качество не только самой выпускаемой техники, но и последующего ее сервисного сопровождения. Это тем более актуально, поскольку техника становится все более наукоемкой и высокотехнологичной, а этап эксплуатации — самый длительный из всех этапов жизненного цикла.

Особенности организации сервиса грузовой АТ состоят в том, что для владельцев такой техники в настоящее время основным процессом является перевозочный, вследствие чего нецелесообразно иметь собственную производственно-техническую базу, поэтому сервисное обслуживание осуществляется в специализированных центрах. Владелец заинтересован в быстром и качественном обслуживании, поскольку это напрямую влияет на получение прибыли.

Основной принцип, лежащий в основе организации функционирования современных сетей фирменных сервисных центров (ФСЦ), заключается в том, что фирма-продуцент товара берет на себя ответственность за поддержание работоспособности своей продукции в течение всего срока ее эксплуатации, что особенно актуально в отношении таких сложных видов техники, как автомобиль. Покупая автомобиль, будущий владелец оценивает его конкурентные преимущества, учитывая полную стоимость, включающую, наряду с ценой покупки, затраты на эксплуатацию и сервисное сопровождение, которые, в свою очередь, состоят из затрат на транспортировку, подготовку к эксплуатации, ремонт, техническое обслуживание, приобретение запасных частей и т. д.

В условиях жесткой конкуренции автомобилестроительные предприятия заинтересованы в расширении рынков сбыта, поэтому актуальной задачей развития ФС становится создание сетей ФСЦ за рубежом. Устойчивость позиций на зарубежных рынках напрямую зависит от качества планирования и прогнозирования, применяемых при разработке стратегии организации ФС компани5 ей-экспортером. Успешность развития ФС за рубежом напрямую зависит от системности подхода как к созданию сети ФСЦ, так и к организации процессов при ее функционировании, что обеспечивается качеством исходной информации, в том числе и по региону эксплуатации техники, и надежностью инструментов для ее анализа и прогнозов на последующие периоды, уровнем подготовки персонала, качеством логистических процессов и надежностью обратной связи между потребителем и производителем автомобилей.

Основными проблемами, возникающими при проектировании сети ФСЦ за рубежом, являются:

• удаленность региона, в котором эксплуатируется АТ от заводов-изготовителей узлов, агрегатов, запасных частей и оборудования;

• постоянное обновление модельного ряда автомобилей, сопровождающееся ростом числа комплектующих к ним, затрудняющее планирование поставок;

• несовершенство производственной системы, в частности, отсутствие полной и достоверной информации о модели, производителе комплектующих, дате поставки и номере партии того или иного узла или агрегата;

• разнообразие климатических и погодных условий эксплуатации автомобилей, без учета которых невозможно моделировать поток отказов и прогнозировать количество обращений в дилерско-сервисные центры (ДСЦ).

Учитывая вышесказанное, организация эффективного управления системой ФС за рубежом, с учетом взаимодействия его подсистем, возможна только с помощью методов и средств системного анализа.

Система ФС представляет собой сложную организационно-техническую систему, функционирующую в тесном взаимодействии с производственной и обеспечивающей системами, связь между которыми осуществляется с помощью информационных и материальных потоков. С этой точки зрения система ФС является подсистемой фирмы-продуцента АТ и вполне закономерно, что качество ее функционирования является составляющей эффективности всей системы. В свою очередь, сама система ФС может быть представлена сетью б.

ФСЦ, каждый из которых может рассматриваться как техническая система, состоящая из трех подсистем (обеспечение, управление сервисов, оказание сервисных услуг).

Сеть ФСЦ, как любая сложная система, функционирует в постоянно изменяющихся условиях: на нее воздействует множество внешних факторов, многие из которых являются стохастическими. В то же время меняются и параметры самой системы. В силу этого можно считать, что сеть ФСЦ является системой с неполной информацией, поэтому управление такой системой всегда осуществляется в условиях неопределенности.

Рассматривая подсистему обеспечения в рамках сети ФСЦ, следует заметить, что нестационарность спроса на сервисные услуги напрямую определяется показателями надежности АТ, также изменяющимися во времени. Это обусловлено, в первую очередь, тенденциями развития отрасли, такими как быстрое обновление модельного ряда, наличие множества моделей и модификаций, взаимозаменяемость узлов, агрегатов и систем. Надежность АТ зачастую можно оценить только в условиях эксплуатации, т. е. на основе эксплуатационных характеристик.

К подсистеме обеспечения необходимо подходить как к сложной системе, включающей в себя деятельность всех участников жизненного цикла изделия: сторонних производителей (смежников), фирмы-продуцента, центра управления сетью ФСЦ, логистического центра, ДСЦ, клиента, реализованной в соответствии с требованиями системы международных стандартов, регламентирующих правила указанного взаимодействия, преимущественно посредством электронного обмена данными.

Целью управления такой системой является удовлетворение заявок клиентов при сервисном обслуживании, что обеспечивается своевременной и качественной поставкой запасных частей. Эффективное управление такой системой достигается с помощью обратной связи, позволяющей своевременно корректировать управляющие воздействия. Обратная связь является основой саморегулирования и развития системы, ее приспособления к изменяющимся внешним условиям.

В настоящее время задача планирования поставок запасных частей в сети ФСЦ решается в большинстве случаев на интуитивном уровне и требует вмешательства большого числа специалистов в области логистики и сервиса. Такой подход не позволяет объективно исследовать и анализировать процесс управления запасами на складах ДСЦ. Это не только затрудняет процесс обслуживания, увеличивая его продолжительность, но и приводит к их затовариванию и снижению оборачиваемости материальных запасов, и, соответственно, к росту затрат. Повысить эффективность системы управления поставками запасных частей можно путем создания единого информационного пространства, оптимизирующего взаимодействие производственной системы, системы обеспечения и системы сервиса автомобилестроительного предприятия.

Качество функций планирования деятельности ДСЦ, удовлетворения потребности в запасных частях, структурирования и перераспределения материальных ресурсов, реализуемых на уровне центра управления сетью ФСЦ, определяется в значительной степени качеством информации о видо-возрастной структуре автомобильного парка в регионе эксплуатации, а также прогноза потребности в запасных частях. При анализе статистических данных необходимо выявлять соотношения между возрастной структурой парка автомобилей данной модели и комплектации в исследуемом регионе и числом отказов различных узлов, агрегатов и деталей. Данные, полученные в результате анализа, позволяют определить интенсивность потока заявок на сервисное обслуживание и их качественный состав, частоту замены деталей и среднюю величину затрат владельцев автомобиля каждой модели на его содержание.

Одним из вариантов оптимизации процесса обеспечения сети ФСЦ запасными частями является создание проблемно-ориентированной системы управления, обеспечивающей реализацию принципа обратной связи между производителем и владельцем автомобилей. Такая система должна включать средства сбора, накопления и анализа информации, а также, в качестве интеллектуально8 го ядра — имитационную модель для прогноза состояния системы в результате изменения внешних факторов и базу знаний.

Особую актуальность такая система имеет в гарантийный период эксплуатации, поскольку проблемы с поддержанием работоспособности автомобиля в этот период снижают конкурентоспособность фирмы-продуцента и доверие к бренду у клиентов. Анализ отказов АТ в гарантийный период позволит планировать поставки запасных частей с целью предотвращения подобных ситуаций в последующие периоды, а также оценивать качество продукции поставщиков запасных частей для дальнейшей корректировки работы с ними.

В настоящее время все чаще для принятия обоснованных управленческих решений в технических системах используют имитационные модели, обладающие высокой информативностью, и позволяющих учесть большее число факторов, чем при решении задачи методами математического моделирования. Кроме того, имитационная модель, построенная один раз, дает возможность многократного проведения компьютерного эксперимента с различными сочетаниями ее параметров и внешних факторов.

Учитывая вышесказанное, была сформулирована цель и поставлены задачи исследования.

Цель работы: разработать проблемно-ориентированную систему для управления надежностью автомобилей на стадии гарантийного обслуживания через совершенствование системы поставок запасных частей в сети фирменного сервиса автомобилестроительного предприятия.

Задачи исследования: разработать методику оптимизации поставок запасных частей для совершенствования процессов гарантийного обслуживания и роста технико-экономических показателей сети фирменного сервиса автомобилестроительного предприятия за рубежом с использованием системного подходаразработать структуру модулей и выполнить программную реализацию проблемно-ориентированной системы для принятия обоснованных решений по оптимизации времени и комплектности поставок запасных частей- 9 разработать программный модуль по построению структуры гарантийных комплектов запасных частей, основанный на вероятностной модели отказов автомобильной техники и позволяющий вырабатывать рекомендации по качественному и количественному составу комплекта в зависимости от модели и модификации автомобиля, а также страны эксплуатации, фактора сезонности и видо-возрастной структуры паркаразработать на основе алгоритмов мониторинга и анализа информации с учетом специфики страны эксплуатации, сезонной составляющей, видо-возрастной структуры парка, а также интенсивности отказов имитационную модель поставок партий запасных частей, позволяющую определять структуру и время поставок. Провести оптимизационный эксперимент на разработанной имитационной моделина основе полученных в ходе оптимизационного эксперимента результатов и совокупности управленческих решений в базе знаний разработать алгоритм выработки рекомендаций по управлению поставками запасных частей в сети фирменного сервиса автомобилестроительного предприятия за рубежом.

Методы исследования:

Методы системного анализа;

Теория алгоритмизации и программирования.

Методы статистического анализа и прогнозирования;

Методы математического и имитационного моделирования;

Теория планирования эксперимента;

Методы оптимизации;

Теория вероятности;

Теория рисков.

Объект исследования: распределенная система фирменных сервисных центров автомобилестроительного предприятия в зарубежных регионах.

Предмет исследования: методы и алгоритмы обеспечения запасными частями сети фирменных сервисных центров автомобилестроительного предприятия за рубежом.

На защиту выносятся наиболее значимые результаты диссертационного исследования, составляющие научную новизну работы: структура проблемно-ориентированной системы для управления надежностью автомобилей на стадии гарантийного обслуживания путем совершенствования системы поставок запасных частейметодика оптимизации поставок запасных частей в системе фирменного сервиса автомобилестроительного предприятия за рубежом, основанная на исследовании данных по обращениям в фирменные сервисные центры и анализе интенсивности отказов автомобилей на этапах приработки и штатной эксплуатации гарантийного периодаалгоритм и программная реализация разработки структуры гарантийных комплектов, а также планирования и определения времени поставок запасных частей для удовлетворения потребности в обслуживании на этапах приработки и штатной эксплуатации гарантийного периодаалгоритм интеграции сводной производственной спецификации автомобилестроительного предприятия с разработанными программными модулями для исключения ошибок, связанных с взаимозаменяемостью некоторых деталей, узлов и агрегатовимитационная модель системы поставок запасных частей в сети фирменных сервисных центров автомобилестроительного предприятия за рубежом с целью управления процессами в нейалгоритм выработки управленческих решений по результатам компьютерного эксперимента на имитационной модели средствами механизма прямого вывода продукционной модели базы знаний.

Практическая ценность диссертации заключается в том, что использование методик и алгоритмов, реализованных в разработанной системе, способствует повышению качества сервисных услуг за счет принятия научно обоснованных управленческих решений, сокращения времени восстановления работоспособности автомобилей, а также значительного снижения затрат связанных с хранением излишков запасных частей и организацией дорогостоящих срочных поставок.

Реализация результатов работы.

Результаты работы внедрены и используются в ЗАО «Внешнеторговая компания «КАМАЗ» и ОАО «КАМАЗТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ» как средство оптимизации планов поставок запасных частей в зарубежные регионы эксплуатации автомобильной техники КАМАЗ для повышения качества гарантийного обслуживания, а также в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия».

Апробация работы.

Результаты работы обсуждались и получили одобрение на Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Авто-НН-2009» (Нижний Новгород, НГТУ им. Алексеева, 2009) — Международной научно-технической и образовательной конференции «Образование и наука — производству» (Набережные Челны, ИНЭКА, 2010) — IX Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (Нижний Новгород, НГТУ им. Алексеева, 2010) — XVIII Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (г.Алушта, 2011) — III Международной научной конференции «Проблемы транспорта 2011» (Польша, 2011) — II Международной научно-практической конференции «Технологии, материалы, транспорт и логистика» (Украина, г. Ялта, 2011) — V Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности (Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 15 печатных работах, из них 3 статьи в ведущих научных журналах,.

12 входящих в перечень ВАК, 12 статей в сборниках научных трудов и материалах научных конференций различного уровня. Также получено 3 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников (112 наименований), 1 приложения. Содержание работы изложено на 178 страницах машинописного текста, включая 48 рисунков и 27 таблиц.

6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработана методика оптимизации поставок запасных частей в сети фирменного сервиса автомобилестроительного предприятия за рубежом, в основе которой лежит предположение о том, что потребность сервисных центров в запасных частях определяется надежностью деталей узлов и агрегатов на каждом этапе эксплуатации автомобиля, зависящей от дефектов производителя, условий и интенсивности эксплуатации, а также видо-возрастной структуры парка и определяемой таким показателем как наработка до отказа (ед./тыс.км.).

2. Выполнена программная реализация проблемно-ориентированной системы для повышения оперативности и качества учета отказов на этапах приработки и штатной эксплуатации гарантийного периода, обработки статистической информации по обращениям в фирменные сервисные центры.

3. Разработан алгоритм и выполнена программная реализация расчета структуры гарантийных комплектов запасных частей, а также периода обращений клиентов по причине отказов деталей, узлов или агрегатов на этапе штатной эксплуатации.

4. Разработана имитационная модель системы управления поставками запасных частей для нахождения такого оптимального плана их организации, при котором время ожидания клиентами ремонта и затраты на организацию поставок с учетом запасов на складах фирменных сервисных центров будут минимальными.

5. Разработан алгоритм выработки рекомендаций по управлению поставками запасных частей в сети фирменного сервиса за рубежом для организации бесперебойной работы фирменных сервисных центров и повышения качества выполнения гарантийных обязательств путем оптимизации общих затрат и времени обслуживания на основе компьютерного эксперимента на имитационной модели.

6. Разработанная проблемно-ориентированная система позволяет сократить среднее время простоя клиентов в ожидании запасных частей в условиях эксплуатации за рубежом в 2,5 раза, а также число операций обработки данных по обращениям клиентов в случае отказа детали, узла или агрегата, т. е. увеличить быстродействие процесса принятия решений в области управления надежностью автомобилей на стадии гарантийного обслуживания.

7. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

В изданиях по перечню ВАК:

1. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев Э. И., Беляев А. И., Козадаев P.A. Автоматизация составления структуры гарантийных комплектов запасных частей // Автомобильная промышленность. Москва, 2011. № 3. — С. 19−20.

2. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев Э. И., Буйвол П. А., Козадаев P.A. Реализация механизма обратной связи при управлении поставками в системе фирменного сервиса автомобилей // Перспективы науки. Тамбов, 2011. № 1 (16).-С. 77−81.

3. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев Э. И., Буйвол П. А. Совершенствование процесса поставок запасных частей в системе фирменного сервиса путем оптимизации стратегии взаимодействия с контрагентами // Транспорт: наука, техника, управление. Москва, 2011. № 11. — С. 40−44.

В прочих изданиях:

4. Хабибуллин Р. Г., Макарова И. В., Беляев А. И., Беляев Э. И., Сираев Р. З. Совершенствование системы выполнения гарантийных обязательств за рубежом на основе анализа дефектов узлов автомобилей КАМАЗ // Наука и образование — 2009: материалы международной научно-технической конференции. — Мурманск: МГТУ, 2009. С. 848−849.

5. Беляев А. И., Беляев Э. И., Сираев Р. З. Анализ дефектов узлов автомобилей КАМАЗ при выполнении гарантийных обязательств за рубежом // Новые информационные технологии. Тезисы докладов XVII Международной студенческой школы-семинара-М.: МИЭМ, 2009, С. 229−232.

6. Макарова И. В., Беляев А. И., Беляев Э. И. Автоматизация процесса создания формализованного списка деталей // Будущее технической науки: тезисы докладов IX Международной молодежной научно-технической конференции. -Нижний Новгород, 2010.-С. 183−184.

7. Беляев А. И., Беляев Э. И. Разработка программного модуля эталонной записи деталей // Новые информационные технологии: тезисы докладов XVIII международной студенческой школы-семинара. — М.: МИЭМ, 2010. — С. 233 166.

8. Беляев А. И., Беляев Э. И., Мухаметдинов Э. М., Козадаев Р. А. К вопросу о формализации данных информационной системы дилерско-сервисного центра КАМАЗ // Мир транспорта и технологических машин: научно-технический журнал. — Орёл: ОрёлГТУ, 2010. — С. 15−22.

9. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев Э. И., Черемин А. А. Управление процессом поставок запасных частей в системе фирменного сервиса на зарубежных рынках // Материалы XVIII международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам. 2531 мая 2011 г. Алушта.-М. МАИ-ПРИНТ. 2011.-С. 121−123.

10. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев Э. И. Разработка проблемно-ориентированной системы управления для оптимизации поставок запасных частей // Материалы научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, промышленности и образовании». Ижевск: Издательство Иж-ГТУ, 2011.-С. 57−64.

11. Makarova I.V., Khabibullin R.G., Belyaev E.I., Belyaev A.I. Dealer-service center competitiveness increase using modern management methods // III International Scientific Conference «Transport Problem 2011», Poland — Silesian University of Technology Faculty of Transport, 2011. 240−145 p.

12. Makarova I.V., Khabibullin R.G., Belyaev E.I., Buyvol P. A. Concept of the dealer-service network management on the system approach basis // III International Scientific Conference «Transport Problem 2011», Poland — Silesian University of Technology Faculty of Transport, 2011. — 235−240 p.

13. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев А. И., Беляев Э. И. Разработка имитационной модели управления поставками запасных частей в условиях развития системы фирменного сервиса автомобильной техники на зарубежных рынках // Вестник Восточноукраинского национального университета им. Владимира Даля: научный журнал. — Луганск: ВНУ им. Даля, 2011. — 4.1. — с. 125 132.

Н.Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев А. И., Беляев Э. И. Имитационная модель системы поставок запасных частей как средство управления системой фирменного обслуживания автомобилей в условиях эксплуатации за рубежом // Имитационное моделирование. Теория и практика: материалы V всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности. — СПб.: ОАО ЦТСС, 2011. — С.159−164.

15. Макарова И. В., Хабибуллин Р. Г., Беляев А. И., Беляев Э. И. Система управления поставками запасных частей в условиях развития фирменного сервиса автомобильной техники на зарубежных рынках // Современные информационные технологии в управлении транспортно-логистическими системами: сборник трудов международной научно-практической конференции — Казань: Центр инновационных технологий, 2011. — С. 29−33.

Авторские свидетельства:

16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа для структуризации списка деталей» № 2 010 617 426 от 10.11.2010 г. / Р. Г Хабибуллин, И. В. Макарова, А. И. Беляев, Э. И. Беляев, Р. А. Козадаев.

17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Прогресс-Гаркомплект» № 2 010 617 427 от 10.11.2010 г./ Р. Г Хабибуллин, И. В. Макарова, А. И. Беляев, Э. И. Беляев, Р. А. Козадаев.

18. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Анализ движения запасных частей» № 2 011 615 384 от 12.05.2011 г./ Р. Г Хабибуллин, И. В. Макарова, Э. И. Беляев, П. А. Буйвол.