Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Фортинский, Юрий Кирович Разработка инструментальных средств управления кремниевой мастерской на основе информационных технологий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.10 Воронеж, 2006

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. Проблемы управления производством СБИС двойного назначения 12

1.1 Направления развития изделий микроэлектроники для специализированной
аппаратуры двойного назначения 12

1.2 Проблемы развития отечественной электронной промышленностью в
переходной период 17

1.3 Современная методология автоматизации проектирования и производства
СБИС двойного назначения 25

1.4 Информационная поддержка жизненного цикла современных изделий
микроэлектроники двойного назначения. Постановка задач исследования 29

Выводы 37

Глава 2 Обоснование архитектуры информационной системы и структуры инструментальных средств управления кремниевой мастерской, моделирование

системы управления 38

2.1. Целевые задачи автоматизации управления кремниевой мастерской 38

  1. Обоснование принципов построения информационной системы управления кремниевой мастерской 43

  2. Структура инструментальных средств управления кремниевой мастерской. ..49

2.4 Математическое моделирование системы управления кремниевой мастерской
54

2.4.1 Принципы моделирования системы управления кремниевой мастерской.

ВЫВОДЫ 66

Глава 3 Математическое, алгоритмическое и информационное обеспечение
управления проектами кремниевой мастерской 67

3.1 Структурная модель управления уровнями проектов кремниевой мастерской.
67

  1. Операционно-ситуационное моделирование систем управления проектами кремниевой мастерской : 73

  2. Информационно-логические модели и алгоритмы анализа организационного

управления реализацией проектов 86

3.3.1 Информационно-логическая ситуационная модель и алгоритм определения
функционального назначения и синтеза функций 87

3.3.2. Информационно-логическая модель и алгоритм анализа структуры
проекта 91

  1. Информационно-логические модели и алгоритмы компоновки и организации проекта 95

  2. Информационно-логическая модель и алгоритм выбора и анализа ресурсов 98

3.3.5 Информационно-логическая модель и алгоритм учёта мотивации и
оперативного управления 100

3.4 Технология формирования и реализации лингвистического и информационного обеспечения инструментальных средств управления

кремниевой мастерской 105

ВЫВОДЫ 113

Глава 4. Развитие современной промышленной базы производства СБИС двойного
назначения, особенности реализации инструментальных средств управления
кремниевой мастерской 115

  1. Развитие современной промышленной базы производства СБИС двойного назначения 115

  2. Архитектура и особенности реализации ИСУ КМ и инструментальных

средств комплексной автоматизации управления 118

4.3 Методические особенности внедрения ИСУ КМ и некоторые итоги её
применения 128

ВЫВОДЫ 132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 136

ПРИЛОЖЕНИЕ 151

Введение к работе:

Актуальность работы. Распад СССР оказал самое негативное влияние на развитие экономики страны. В условиях перехода России к рыночным отношениям из-за негативных явлений перестройки всех уровней управления и приватизации государственной собственности даже важнейшие отрасли промышленности, решающие задачи разработки и производства вооружений и военной техники попали в глубокий экономический кризис. В условиях целенаправленного разрушения предприятий ВПК практически перед государством стояла задача сохранения и развитии важнейших предприятий промышленности, решающих задачи обеспечения достаточного уровня обороноспособности. К ним, в первую очередь, относятся предприятия электронной промышленности (ЭП). Ситуация усугублялась тем, что в последнее десятилетие в ведущих капиталистических странах продолжалось интенсивное развитие микроэлектроники, вычислительной и радиоэлектронной аппаратуры (Ви-РЭА), которые фактически определяют уровень развития наукоёмких технологий во всех отраслях хозяйства.

Коренным образом^ изменилась методология автоматизации проектирования и производства изделий микроэлектроники. Многие компании, которые проектировали и изготавливали собственные СБИС, пришли к выводу, что дешевле сделать собственную разработку, а часть или все изготовление передать по контракту специализированным производственным компаниям (от изготовления заготовок на пластинах, до сборки, проверки параметров и сдачи продукции заказчику), которые получили название Кремневые фабрики или мастерские (КМ).

Организация контрактного (заказного) производства стала возможной благодаря тому, что современное полупроводниковое производство достигло высокого уровня компьютеризации, стабильности и повторяемости технологических процессов, малую зависимость производства от человеческого фактора. Это позволило предложить широкому кругу заказчиков стандартизированные спецификации-для проектирования СБИС.

Затраты на строительство и развитие современного микроэлектронного производства значительны. Например, завод по производству СБИС с проектными нор-

мами 0,18-0,25 мкм. имеет стоимость более тридцати миллиардов рублей. Концентрируя производство для многих заказчиков в одном месте, компании - КМ могут аккумулировать необходимые инвестиции. Применение технологии разделения функций по проектированию и производству микросхем между специализированными предприятиями коренным образом изменило структуру бизнеса в полупроводниковой промышленности. В частности, многие компании, которые ранее занимались только проектированием (получивших название в нашей стране - «Дизайн центры (ДЦ)») и не имели производственных мощностей, с появлением КМ существенно увеличили свои возможности. В настоящее время они имеют большое количество заказов, которые, по мнению ведущих специалистов, будут наращиваться ускоренными темпами, что в свою очередь приведёт к росту производства продукции.

Государство, имеющее развитую сеть ДЦ и КМ, помимо доходов от продажи высокооплачиваемого интеллектуального труда, обретает независимость в создании самой современной ВиРЭА в интересах развития всех отраслей хозяйства, в том числе, и оборонной промышленности и прочные позиции в мире.

По оценкам ведущих разработчиков вычислительных устройств и систем связи только одна программа замещения импортной элементной базы требует разработки и производства нескольких сотен СБИС в год. Таким образом, в стране имеются как потребность, так и все предпосылки для создания национальной сети ДЦ и КМ по проектированию и производству СБИС на базе предприятий микроэлектроники и электронных кафедр ВУЗов.

Создание КМ является очень сложной и дорогостоящей проблемой требующей аккумулирования больших финансовых средств и должна решаться как задача обеспечения государственной экономической безопасности страны с выделением соответствующих бюджетных ассигнований.

Кремниевые мастерские должны быть оснащены современной вычислительной техникой и технологическим оборудованием.

Важнейшей задачей является создание инструментальных средств информационной системы управления (ИСУ) КМ, которая по существу относится к классу гибких автоматизированных систем. Эффективность работы КМ однозначно зави-

сит от уровня развития инструментальных средств управления. Поэтому в рамках данной работы поставлена задача создания унифицированных инструментальных средств на основе современных информационных технологий (ИТ).

Диссертация выполнена по программам важнейших работ Министерства образования и науки РФ. По планам НИР и ОКР Интеграция-М, Очаково-ПЭ, Разводчик-1, Натюрморт-А-ИТТ и др. А также в соответствии с межвузовской научно-технической программой И.Т.601 «Перспективные информационные технологии в высшей школе» и научному направлению ВГЛТА - «Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности)».

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка унифицированных инструментальных средств управления современным производством СБИС двойного назначения на основе ИТ, их внедрение и оценка эффективности.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

проанализировать состояние, определить направления и реализовать задачу развития современного производства универсальных и специализированных СБИС двойного назначения для построения ВиРЭА, работающей в жёстких условиях, применения;

определить целевые задачи, принципы построения и обосновать архитектуру информационной системы и структуру унифицированного инструментального комплекса управления КМ;

- разработать математические модели организационного управления КМ и
реализации проектов производства изделий микроэлектроники и развития предпри
ятия;

создать алгоритмическую основу инструментальных средств управления;

разработать методику формирования и реализовать лингвистическое и информационное обеспечение системы управления КМ;

провести программную реализацию математического обеспечения;

- внедрить разработанную систему управления, провести оценку её эффективности и разработать методическое обеспечение.

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

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

- принципы построения, архитектура, методика комплексирования типовой инфор
мационной системы, структура унифицированного инструментального комплекса
управления КМ, обеспечивших унификацию технических, математических и про
граммных средств и их интеграцию в единую отраслевую сеть ДЦ и КМ, а также
значительное сокращение сроков и трудоёмкости их создания;

метод и структурная модель организационного управления КМ позволили построить её как двухуровневую нормативно-ценностную систему, которая, в отличие от известных, помимо описательной части , содержит также и нормативную составляющую, задаваемой в виде значимой (для КМ в целом и подсистем в отдельности) совокупности норм и ценностей, формируемых на всем пространстве информационно-предметной среды;

концептуальная модель реализации проектов КМ, фокусирующаяся на аспектах процессов тотального управления качеством, формирующей управленческий и инженерный фундамент для количественного контроля над производственным процессом, усовершенствование которого производиться в контексте бизнес-целей и стратегических планов КМ, его организационной структуры, используемых технологий, социальной культуры и системы управления;

структурная модель управления проектами КМ, которая отражает основные особенности их реализации, характеризуя при этом последовательность этапов осуществления данного процесса, позволяющая настраивать её в рамках проекта на реше-

ние различных задач, разной степени сложности и функционирующих на различных уровнях иерархии организации и условиях;

операционно-ситуационные средства моделирования, обеспечивающие построение обобщённой структуры системы управления проектами. Их отличительной особенностью является возможность описания необходимых и достаточных этапов ситуационного моделирования и функциональных компонентов их информационной поддержки;

информационно-логические модели и алгоритмы, обеспечивающие единый методологический подход их построения, который заключается в декомпозиции процесса моделирования на этапы ЖЦ процесса организационного управления проектами. Для каждого из них синтезированы обобщённые и частные совокупности аналитических и диагностических задач ситуационного моделирования, образующих процедуры суждений лица принимающего решения (ЛПР);

методика формирования и особенности реализации лингвистических и информационных средств системы управления КМ, обеспечивающих единство методологии сбора, обработки, хранения, представления и обмена данными в рамках отрасли, соответствующих базовым принципам систем информационной поддержки (ИЛИ) создания новых изделий микроэлектроники и PDM-технологий;

алгоритмическая основа информационной системы управления КМ, закладывающая базу унификации математического обеспечения инструментальных средств управления КМ и ДЦ в рамках отрасли и их интеграцию в систему Интернет.

методика и особенности развития научной и промышленной инфраструктуры автоматизации управления производства универсальных и специализированных СБИС двойного назначения;

методическое обеспечение, разработанных средств.

Практическая значимость и результаты внедрения. Основным практическим результатом работы является разработка информационной системы и инструментальных средств управления КМ и её внедрение в промышленности, которое подтвердило высокую эффективность предложенных решений.

Существенно развита научная и промышленная база автоматизации производства универсальных и специализированных СБИС двойного назначения, которая является важным вкладом в решение проблемы создания современных отечественных наукоёмких технологий.

Научные и практические результаты работы положены в основу создания и внедрения обучающих электронных систем в высших учебных заведениях для проведения лекционных курсов, лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования, подготовки аспирантов и докторантов по специальным дисциплинам.

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

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: коллегиях ряда Министерств РФ, семинарах и совещаниях Научного Совета «Федеральные проблемы создания элементной базы информационно-вычислительных и управляющих систем». Результаты работы докладывались на: международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии - ММТТ-18» (Казань, 2005); российской научно-технической конференции «Информационные технологии (ИТ-2005)» (Воронеж,2005); IV международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления, экономики, права и инновационных процессов в образовании» (Таганрог, 2005); всероссийских конференциях «Интеллектуализации управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2005,2006); VI, VIII международных конференциях «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж, 2005, 2006). А также на всероссийских научно-технических конференциях «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического моделирования» (Тамбов, 2005); международных научно-технических конференциях «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2005). На IV,V -международных практических конференциях «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (Королев, 2005, 2006); российских конференциях «Радиационная стойкость электронных систем. Стойкость» (Москва, 2005)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 работы, в том числе в изданиях рекомендованных ВАК, монография. В работах опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении цели и задач работы, в выполнении научно-технических исследований и анализе эффективности их результатов, в разработке основных элементов инструментальных средств управления КМ и их внедрения в промышленности.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Материалы диссертации изложены на 151 странице.

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

В первой главе рассмотрены направления развития изделий микроэлектроники для построения специализированной аппаратуры двойного назначения, современная методология их проектирования и производства, информационная поддержка на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ), проблемы управления КМ и проведена постановка задач исследования.

Вторая глава посвящена описанию выбора целевых задач автоматизации управления современным производством СБИС двойного назначения, обоснованию принципов построения ИСУ КМ, структуры прикладного программного обеспечения, предложенных средств математического моделирования системы управления КМ.

В третьей главе описано разработанное математическое обеспечение управления проектами, технология формирования и особенности реализации лингвистических и информационных средств системы управления КМ.

В четвёртой главе рассмотрены результаты развития производства СБИС двойного назначения, особенности разработки инструментальных средств ИСУ КМ, а также их внедрения.

В заключении описаны основные результаты работы.

В приложении приведены акты внедрения работы.

Диссертация написана на основе исследований, проведённых в рамках большого количества научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, про-

ведённых под руководством и с участием автора, и положенных в основу создания ИСУ КМ и инструментальных средств. Основные результаты диссертации опубликованы в научных статьях и материалах конференций различного уровня и монографии [6-13,68-70,118-134,137-141].

Подобные работы
Величко Сергей Васильевич
Разработка инструментальных средств региональной системы управления экономикой природопользования на основе информационных технологий
Куликов Антон Леонидович
Информационная система университета с управлением приоритетами доступа к ресурсам на основе СМАРТ-технологий
Зимина Галина Анатольевна
Управление инвестициями в условиях обновления производства на основе методов имитационного моделирования и нейросетевых технологий
Гудков Павел Анатольевич
Разработка системы автоматизированного мониторинга на основе технологии OLAP
Меркулова Алена Вячеславовна
Исследование и разработка корпоративной информационной системы для управления вузом на основе технологии открытых систем
Ковалев Геннадий Евгеньевич
Разработка типовой системы управления автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината на основе ИПИ-технологий
Пачевский Денис Евгеньевич
Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий
Субачев Сергей Владимирович
Совершенствование подготовки персонала противопожарной службы на основе технологий имитационного моделирования пожаров в зданиях
Гудков Алексей Анатольевич
Автоматизированная система мониторинга социально-экономической сферы региона на основе технологий обнаружения знаний в базах данных
Десятирикова Елена Николаевна
Методологические основы управления большими экономическими системами на основе информационных технологий

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net