Details

Работа направлена на то, чтобы повысить эффективность управления проектами на промышленных предприятиях за счёт внедрения методов механического расчёта и оптимизации конструкций. Базой для работы выступила компания АО ПО «СТРОНГ» – предприятие, которое оказывает комплексные услуги по проектированию, производству, монтажу, оборудования для нефтегазового и химического сектора. В ходе работы решались следующие задачи: 1. Изучение классических проектных методологий (PMBOK, Agile, Lean) и рассмотреть возможность их применения на промышленных пред-приятиях. 2. Выявление специфических черт проектной работы на производственных предприятиях и трудностей, возникающих при адаптации традиционных моделей управления. 3. Анализ полного жизненного цикла сложного технического изделия (на примере продукции АО ПО «СТРОНГ») и ключевых ограничений, характерных для конструирования и изготовления продукции. 4. Создание методики, позволяющей включить численный анализ напряжённо-деформированного состояния (конечно-элементный метод) в проектное управление. 5. Выполнение оптимизации опорных балок и опорного кольца реакторного оборудования для снижения его массы и повышения надёжности. 6. Налаживание эффективного обмена информацией между система-ми CAD (SolidWorks), CAE (ANSYS) и корпоративными платформами класса ERP/MES/PDM. Объектом работы являются – процессы проектного менеджмента на промышленном предприятии. Предмет — сами механизмы управления и способы повысить их эффективность за счёт цифрового моделирования. Методы, применённые в работе: обзор научной литературы, анализ методов управления проектами, конечно-элементное моделирование в среде ANSYS Workbench, трёхмерное моделирование в SolidWorks, проведение технологических расчётов. Основные результаты: – Предложена методика управления проектами, объединяющая в себе инженерные расчёты (МКЭ) с системой управления проектами. На ранних этапах изготовления продукции позволит идентифицировать критические части изделия и предотвратить аварийные ситуации. – На примере конкретной продукции выполнен расчёт напряжённо-деформированного состояния. Выявлено, что исходный вариант (балки вы-сотой 320 мм, опорное кольцо 64×80 мм) не удовлетворяет требованиям прочности: максимальные напряжения на балках составили 118 МПа при допустимых 101 МПа, на опорном кольце – 177,5 МПа при допустимых 131,87 МПа. – Проведена оптимизация конструкции по нескольким критериям: сечение опорного кольца увеличено до 85×80 мм, расширена опорная поверхность балок. После внесения изменений напряжения снизились до 79 МПа (балки) и 129 МПа (кольцо), что удовлетворяет условиям прочности. Кон-тактные напряжения не превысили предела текучести. – Разработана модель взаимодействия между инженерными и проектными подразделениями, основанная на автоматизированном обмене данными между CAD/CAE и ERP/MES/PDM. Внедрение этой модели позволило сократить длительность выполнения проектов, снизить ресурсные затраты на изготовление. – Сформулированы рекомендации по улучшению коммуникации между подразделениями: формирование кросс-функциональных команд, применение гибких методик (Agile), проведение регулярных плановых совещаний, повышение квалификации персонала. Практическая ценность работы. Разработанная методика успешно опробована в деятельность АО ПО «СТРОНГ». Предлагаемые подходы могут быть распространены на других промышленные предприятия, производящие сложное техническое оборудование, для повышения качества проектного управления и снижения рисков, связанных с конструктивными недостатками. Элементы научной новизны. Впервые предложен и опробаван подход, интегрирующий классические методы проектного менеджмента (PMBOK, Lean) с численным моделированием физических процессов. Это позволяет принимать обоснованные управленческие решения, основываясь на данные о прочности и надёжности разрабатываемых изделий. Основные выводы по работе: – Традиционные методологии проектного управления (PMBOK, Agile, Lean) слабо приспособлены к специфике промышленных предприятий из-за высокой стоимости, длительности производственных циклов и жёстких требований к качеству продукции. – Применение метода конечных элементов и многокритериальной оптимизации существенно повышает точность проектирования и позволяет из-бежать дорогостоящих исправлений на стадиях производства и эксплуатации. – Интеграция CAD/CAE с системами ERP/MES/PDM формирует единое информационное пространство, ускоряет передачу данных и исключает ошибки, связанные с ручным вводом. – В качестве перспективного направления рекомендуется переход к гибридным моделям проектного управления, сочетающим элементы жёсткого планирования (PMBOK), гибких итераций (Agile) и бережливого производства (Lean), а также дальнейшее развитие межфункциональных команд. Работа выполнена с использованием программного обеспечения SolidWorks 2020 и ANSYS Workbench 2019 R3.

This work is aimed at improving the efficiency of project management in industrial enterprises through the introduction of methods of mechanical calcula-tion and optimization of structures. The main company for the work was Produc-tion Union «STRONG» AO, an enterprise that provides comprehensive design, production, installation, and equipment services for the oil and gas and chemical sectors. In the course of the research, the following tasks were solved: 1. The study of classical design methodologies (PMBOK, Agile, Lean) and the possibility of their application in industrial enterprises. 2. Identification of specific features of project work in manufacturing en-terprises and difficulties encountered in adapting traditional management models. 3. Analysis of the full life cycle of a complex technical product (using the example of the products of Production Union «STRONG» AO) and key limita-tions characteristic of the design and manufacture of products. 4. Creation of a methodology that makes it possible to include numerical analysis of the stress-strain state (finite element method) in project management. 5. Optimization of support beams and support ring of reactor equipment to reduce its weight and increase reliability. 6. Establishment of effective information exchange between CAD (Solid-Works), CAE (ANSYS) and enterprise platforms of the ERP/MES/PDM class. The object of the research is the processes of project management in an in-dustrial enterprise. The subject of the research is the mechanisms of project management and their adaptation to the conditions of industrial production, as well as the identifi-cation of ways to increase the effectiveness of these mechanisms through the use of digital modeling. Methods used in the work: review of scientific literature, analysis of project management methods, finite element modeling in the ANSYS Workbench envi-ronment, three-dimensional modeling in SolidWorks, carrying out technological calculations. The following results were obtained: – A new project management methodology has been proposed that com-bines engineering calculations (FEM) with a project management system. The new technique makes it possible to identify critical parts of the product at the early stages of production and prevent possible emergencies. – Using the example of a specific product, the stress-strain state is calculat-ed. It was revealed that the initial version (320 mm high beams, 64×80 mm sup-port ring) does not meet the strength requirements: the maximum stresses on the beams were 118 MPa with an acceptable 101 MPa, on the support ring - 177.5 MPa with an acceptable 131.87 MPa. – The design was optimized according to several criteria: The cross-section of the support ring has been increased to 85×80 mm, and the support surface of the beams has been expanded. After modification, the stresses decreased to 79 MPa (beams) and 129 MPa (ring), which satisfies the strength conditions. The contact stresses did not exceed the yield point. – A model of interaction between engineering and project departments has been developed based on automated data exchange between CAD/CAE and ERP/MES/PDM. The introduction of this model has made it possible to shorten the duration of projects and reduce the resource costs of manufacturing. – Recommendations have been formulated to improve communication be-tween departments: the formation of cross-functional teams, the use of flexible methods (Agile), regular scheduled meetings, staff development. The practical value of the work. The developed methodology has been suc-cessfully tested in the activities of Production Union «STRONG» AO. The pro-posed approaches can be extended to other industrial enterprises producing complex technical equipment to improve the quality of project management and reduce the risks associated with structural deficiencies. Elements of scientific novelty. For the first time, an approach has been proposed and tested that integrates classical project management methods (PMBOK, Lean) with numerical modeling of physical processes. This makes it possible to make informed management decisions based on data on the strength and reliability of the products being developed. The main conclusions of the work: – Traditional project management methodologies (PMBOK, Agile, Lean) are poorly adapted to the specifics of industrial enterprises due to the high cost, duration of production cycles and strict requirements for product quality. – The use of the finite element method and multi-criteria optimization sig-nificantly increases the accuracy of design and allows avoiding expensive correc-tions at the stages of production and operation. – Integration of CAD/CAE with ERP/MES/PDM systems forms a single in-formation space, speeds up data transfer and eliminates errors associated with manual input. – As a promising direction, it is recommended to switch to hybrid project management models that combine elements of rigid planning (PMBOK), agile it-eration (Agile) and lean manufacturing (Lean), as well as further development of cross-functional teams. The work was performed using the SolidWorks 2020 and ANSYS Work-bench 2019 R3 software.