автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Информационная поддержка системы технического регулирования производства каучуков

На правах рукописи

КИРЧЕВСКАЯ Елена Викторовна

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАУЧУКОВ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005538307

4 НОЯ 2013

Москва 2013

005538307

Работа выполнена на кафедре Информационных технологий Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Панова Светлана Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бахвалов Лев Алексеевич, профессор кафедры

«Автоматизированные системы управления» ФГБОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

кандидат технических наук, доцент Бакжин Михаил Валерьевич доцент кафедры «Эколого-экономического анализа технологий» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Тамбовский

государственный технический университет»

Защита состоится " 03 " "декабря" 2013 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.120.08 в Московском государственном университете тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова по адресу: 119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М.В. Ломоносова (119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86). Автореферат диссертации размещен на сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru

Реферат разослан "01" "ноября" 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^^

доктор технических наук Колыбанов К.Ю.

Актуальность работы

Важность развития производства синтетического каучука в России обусловлено особой значимостью конечных изделий, наличием широкой сырьевой базы, а также большими перспективами роста потребления, как внутри страны, так и за ее пределами. Российская промышленность синтетического каучука является одной из наиболее конкурентоспособных и успешных отраслей отечественной нефтехимии. В России внутренний спрос на синтетические каучуки удовлетворяется в основном за счет собственного производства, однако потребление каучука в России отстает от развитых стран. Задача российских предприятий по производству каучуков в условиях усиления внутренней и внешней конкуренции - наращивание выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной продукции.

Важнейшей составляющей конкурентоспособности в наши дни является удовлетворенность потребителя качеством продукции, которое определяется двумя основными характеристиками — ее техническим уровнем и соответствием фактического качества установленным требованиям нормативной, конструкторской, технологической и технической документации. В свою очередь, технический уровень продукции определяется соответствием документации требованиям рынка.

Разработка нормативно-технической документации (НТД) является главной задачей системы технического регулирования. Таким образом, возникает необходимость усиления роли технического регулирования в достижении цели эффективного функционирования химических предприятий. Однако, несмотря на вступление в силу Федерального закона № 184-ФЗ "О техническом регулировании", на российских предприятиях химической промышленности технического регулирование остается на недостаточно высоком уровне, что связано в том числе и с отсутствием научно-методических исследований, связанных как с функционированием

системы технического регулирования на предприятии, так и с его информационной поддержкой.

Исследование функционирования системы технического регулирования производства химической продукции возможно только с использованием методологии системного анализа, ввиду необходимости учета правовых, экономических и производственных аспектов, а решение проблемы информационной поддержки системы технического регулирования является важной задачей.

Значительный вклад в развитие системного анализа и теории принятия решений внесли: Е.С. Вентцель, В.Н. Волкова, Ю.И. Дегтярев,

A.A. Емельянов, A.A. Денисов, A.B. Костров, С. Оптнер, Ф.И. Перегудов,

B.В. Подиновский, Д.А. Поспелов, Ф.Е. Темников. Ч. Хитч. Применение системного подхода к созданию информационных систем управления химическими предприятиями было развито в работах JI.A. Бахвалова, Т.Н.Гартмана, JI.C. Гордеева, И.Н. Дорохова, А.Ф. Егорова, В.В. Кафарова, В.Ф. Корнюшко, P.E. Кузина, В.П. Мешалкина, A.B. Нетушила,

A.A. Петрулевича, Т.В. Савицкой, П.Д. Саркисова, А.И. Соболева,

B.В. Шаталова, Г.А. Ярыгина. Исследованию системных закономерностей функционирования и разработке технологий производства крупнотоннажных химических продуктов посвящены работы: B.C. Тимофеева, Л.А. Серафимова, О.Н. Темкина, Г.К. Шестакова, М.Р. Флида, Ю.А. Трегера.

Цель работы - формирование информационной поддержки системы технического регулирования производства каучуков как основы для принятия управленческих решений по выпуску качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной продукции

Объектом исследования - система технического регулирования производства продукции на химическом предприятии ОАО «Воронежсинтезкаучук».

Предметом исследования является применение информационных технологий для обеспечения эффективного функционирования системы технического регулирования производства химической продукции.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

> системный анализ процесса технического регулирования как основы обеспечения выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции;

> анализ взаимодействия систем технического регулирования, менеджмента качества и системы управления химико-технологическими процессами производства продукции на основе системного подхода;

моделирование процесса производства и разработки каучуков, латексов и термоэластопластов

> моделирование процесса технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов

> разработка регламентирующих документов в системе технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

> проведен системный анализ функционирования системы технического регулирования производства химической продукции, показавший, что выпуск качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции возможен только в результате согласованного функционирования систем технического регулирования, менеджмента качества и системы управления химико-технологическими процессами;

> на основе системного подхода выполнен анализ производства серийных партий каучуков и процесса разработки новых видов продукции как объектов технического регулирования, обеспечивающий

структуризацию и формализацию процессов производства и управления.

> построены функционально-технологическая модель производства и разработки каучуков и функциональные модели технического регулирования и разработки нормативно-технической документации;

> разработана структура реляционной базы данных нормативно-технической документации в системе технического регулирования производства каучуков в среде СУБД БД Access

Основными практическими результатами являются: На базе проведенного в работе системного анализа и построенных моделей разработаны нормативно-технические документы, регламентирующие производство каучуков, латексов и термоэластопластов, и входящие в обязательный перечень сопроводительной документации:

> Технические условия (ТУ) на весь перечень выпускаемой продукции

> Паспорта безопасности на весь перечень выпускаемой продукции

> Спецификации на выпускаемую продукцию для российских предприятий: ОАО «Нижнекамскшина», ОАО «Кордиант», ООО «Кровснаб», ОАО «Кировский шинный завод».

> Спецификации на выпускаемую продукцию для зарубежных фирм-заказчиков: «Бриджстоун», «Pirelli», «Континенталь», «BRISA», «YOKOHAMA», «Нокиан Тайрс».

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 6 научных работах, в их числе: 3 статьи в изданиях по перечню ВАК и 3 тезисов докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях.

Методы исследования. В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методология функционального моделирования систем SADT, методология моделирования потоков данных DFD.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования», Тамбов; XI Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы науки», Москва; Международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке». Тамбов.

Основное содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы ее цель и решаемые задачи, указаны научная новизна и практическая ценность.

В первой главе «Системный анализ проблемы обеспечения выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции» исследованы структура, цели, задачи и принципы функционирования системы технического регулирования при производстве химической продукции, а также ее взаимодействие системами менеджмента качества и химико-технологической системой при производстве каучуков

Техническое регулирование — правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения как обязательных, так и устанавливаемых на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации.

Объектом технического регулирования в соответствии с Федеральным законом № 184 «О техническом регулировании» являются выпускаемые в обращение на территории Российской Федерации виды химической продукции, содержащие вещества, и/или смеси химических веществ, обладающие опасными свойствами и содержащиеся в химической продукции в концентрациях, превышающих предельно-допустимые.

Целью системы технического регулирования является стимулирование развития экономики и защита рынка путем формирования требований к продукции и к оценке ее соответствия в процессе создания и движения

товара, который отвечал бы требованиям защита интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции, процессов и услуг путем установление правил и характеристик, направленных на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение ее конкурентоспособности, а главная задача - разработка нормативно-технической документации (НТД), определяющей прогрессивные требования к выпускаемой продукции, а также контроль за правильностью использования этой документации.

Функциональными подсистемами технического регулирования являются система стандартизации и система оценки соответствия, включающая в свою очередь лицензирование, аккредитацию, регламентацию, сертификацию, метрологию, регистрацию.

Сегодня российская система технического регулирования функционирует в соответствии с Федеральным Законом «О техническом регулировании», определяющим двухуровневую модель разработки нормативно-технической документации - государственные стандарты на макроуровне и стандарты предприятий на микроуровне. Такая модель позволяет на государственном уровне гарантировать безопасность выпускаемой продукции, а предприятие обеспечивает за качество продукции, отвечающее запросам потребителя.

Для реализации информационной поддержки системы технического регулирования разработана системная модель взаимодействия систем технического регулирования, менеджмента качества и системы управления химико-технологическими процессами производства. Системная модель включает в себя как материальные, так и информационные потоки и процессы, (рис.1.). Все информационные потоки отражены в нормативно-технических документах, соответствующих каждому процессу в системе.

Сегодня вся выпускаемая продукция, а также весь процесс производства продукции должен отвечать требованиям, изложенным в стандартах, имеющих иерархическую структуру. Национальные стандарты РФ

разрабатываются на основе международных стандартов серии ISO, межгосударственных стандартов, с учетом национальных стандартов зарубежных стран и организационно-технического уровня производства, отраженного в стандартах предприятия, непосредственное выполнение которых регламентируется и контролируется на основе нормативно-технической документацией, разрабатываемой на предприятии для каждого процесса производства и вида выпускаемой продукции.

нв^ материальный -^ ннфоршщионвый _ _ ^ управляющее

поток шак воздействие

Рисунок 1. Системная модель технического регулирования Информационные потоки, поступающие в систему технического регулирования (СТР) от системы управления технологическими процессами отражают качество процесса производства и качество выпускаемой продукции, которые, в свою очередь определяются интегрированной системой менеджмента (ИСМ), включающей в себя систему менеджмента

качества (СМК), экологического менеджмента (СЭМ) и системой охраны труда и промышленной безопасности (ОТ и ПБ) на предприятии.

Основой системы качества, действующей на предприятии, является техническая политика руководства, направления которой отражаются в стандартах предприятия. Согласно требованиям ИСО серии 9000, качество на 90 % и более должно обеспечиваться разработкой и безусловным выполнением процедур, установленных стандартами предприятия, и тщательной разработкой документации, осуществляемой в рамках системы технического регулирования на уровне предприятия.

Использование процессного подхода для описания взаимодействия ИСМ и СТР показало, что обеспечение выпуска стандартной продукции происходит в соответствии с циклом SDCA (standart - стандарт, do использование, check — проверка, act — исполнение). Совершенствование же существующих и разработка новых видов продукции ведется в соответствии с циклом PDSA (plan — планирование, do — действие, check — проверка, act исполнение), и только взаимодействие этих двух циклов ведет к обеспечению выпуска качественной безопасной инновационной продукции, отвечающей запросам потребителя, ввиду того, что предприятие с одной стороны, постоянно выпускает продукцию, соответствующую стандартам, с другой стороны, постоянно занимается усовершенствованием и разработкой новых видов продукции, для выпуска которых необходима соответствующий стандарт (табл. 1).

Таблица 1.

Система нормативно-технической документации_

Уровни Перечень документов Разработчик

Международные стандарты стандарты ISO технические комитеты ИСО

Межгосударственные стандарты ГОСТ Межгосударственные технические комитеты по стандартизации стран СНГ

Национальные стандарты зарубежных стран стандарты США - ASTM, ANSI стандарты BS, DIN, AFNOR национальные институты стандартизации Великобритании, Германии, Австрии и др.

Национальные стандарты РФ ГОСТР ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ"

Технические документы организации технологические регламенты, технические условия, спецификации, паспорта безопасности предприятие

В второй главе «Анализ производства каучуков на химическом предприятии ОАО «Воронежсинтезкаучук» как объекта технического регулирования», исследованы состояние и перспективы развития производства каучуков, дана характеристика производства каучуков на ОАО «Воронежсинтезкаучук», проанализировано функционирование системы технического регулирования на предприятии.

Целевой задачей Плана развития газо- и нефтехимии России на период до 2030 года является структурный сдвиг в промышленности пластмасс и синтетических каучуков, возможности достижения показателей душевого потребления полимерной продукции на уровне объединенной Европы, следовательно, потребность в каучуке будет непрерывно возрастать (рис.2).

СПРОС, тыс. т

2010 г. 2015 г. 2020 г. 2026 г. 2030 г.

Рисунок 2. Прогноз спроса на синтетический каучук на российском рынке

Открытое акционерное общество "Воронежсинтезкаучук" (до 1992 г. -Воронежский ордена Трудового Красного Знамени завод СК им. С.М. Кирова) - одно из первых в мире производителей синтетических каучуков.

Впервые в стране на предприятии было освоено производство стирола, бутадиен-стирольных каучуков эмульсионной полимеризации - Е-БВЯ (1949 г.), латексов - 8ВЯ-Ьа1ех (1959 г.), термоэластопластов (1976 г.), бутадиен-стирольных термоэластопластов -БВБ (1991 г.), бутадиен-стирольного каучука растворной полимеризации- ЗвВЛ (2001 г.), полибутадиенового каучука на неодимовой каталитической системе - ВЛ-Ш (2005 г.).

С августа 1998 года предприятие входит в состав компании СИБУР. В настоящее время акционерное общество является одним из крупнейших в России по объему производства - около 20 % российского рынка каучуков, и ассортименту выпускаемой продукции - более 30 видов, некоторые из них не имеют отечественных аналогов.

"Воронежсинтезкаучук" имеет 150 партнеров в России и в 26 странах мира. Почти 50 % выпускаемой продукции экспортируется. В числе потребителей воронежских каучуков ведущие транснациональные корпорации химической индустрии, фирмы с мировым именем "Мишлен", "Бриджстоун", "Нокиан Тайерс", "Континенталь", работа с которыми требует омологации продукции.

Предприятие выпускает каучуки различных видов (бутадиен-стирольные эмульсионные, синтетические цис-бутадиеновые СКД, бутадиен-стирольные растворные), латексы, термоэластопласты и другую продукцию (ацетилен, ил карбидный, бутилены очищенные, кислород технический, углеводородную смесь) (рис.3).

6 000 __ _

0 E-SBR

■ BR (Ti>

■ BR (Nd) И S-SBR

BSBS

0 X SBS Latex

■ NBR

Рисунок 3 Мощности ОАО «Воронежсинтезкаучук» по производству каучуков, ТЭП и латексов (тн.)

В основе производства синтетических каучуков лежит процесс полимеризации в присутствии различных катализаторов. В зависимости от

фазового состояния среды, в которой протекает реакция полимеризации, различают эмульсионную или растворную полимеризацию.

Химический процесс представляет собой либо полимеризацию самого бутадиена, либо сополимеризацию бутадиена со стиролом в различных условиях и в присутствии различных катализаторов (рис.4). Отличие марок обусловлено различиями в рецептуре, технологии выпуска и свойствах.

Рисунок 4. Технологическая схема производства бутадиен-стирольных

термоэласто пластов.

Предприятие имеет международные сертификаты системы

менеджмента качества - MS ISO 9001, системы здоровья и безопасности -OHSAS 18001 и системы экологического менеджмента- MS ISO 14001.

Организационно за техническое регулирование на предприятии отвечает технический отдел, который подчиняется главному технологу и входит в службу главного инженера, а служба качества подчиняется руководителю по качеству и также входит в службу главного технолога.

Служба технического регулирования на предприятия проводит работы по стандартизации процессов и выпускаемой продукции, подтверждению соответствия продукции и управлению нормативно-технической документацией.

Однако на предприятии отсутствует база данных научно-технической документации, процесс разработки новых и замены старых нормативно-технических документов не автоматизирован, что крайне затрудняет раелизацию процесса технического регулирования производства продукции. В третье главе «Функциональное моделирование в системе технического регулирования производства каучуков» построена функционально-технологическая модель производства серийных химических продуктов, функционально-технологические модели производства каучуков на ОАО «Воронежсинтезкаучук», функциональная модель технического регулирования производства продукции.

Сегодня существует более 20 технологий проектирования организационно-технических систем и несколько сотен инструментов, предназначенных для автоматизации этого процесса, наиболее популярные на российском рынке продукты: Bpwin/Erwin (Platinum Technology) и ARIS (Scheer AG). В работе в качестве средства моделирования была использована методология IDEF0, сертифицированная в России (Р.50.1.028-2001) и основанная на подходе SADT.

На первом этапе моделирования была разработана функционально-технологическая модель производства серийной химической продукции (рис.5), послужившая основой для разработки вербальной и функциональной моделей технического регулирования химического производства, ввиду того,

<. регламент производства

п*аны производства

НТД на сырье эаизэ на серийный продукт _

ПРОИЗВОДИТЬ СЕРИЙНЫЙ ПРОДУКТ

НТД на серийчьй продукт (паспорт б/о. сертификат качества)

производственная инфраструктура ОАО "Воронежсинтеэкаучук"

Рисунок 5. Контекстная диаграмма А-0 модели процесса производства серийного продукта

что все стадии процесса сопровождаются соответствующей нормативно-технической документацией (табл.2), в соответствии с которой проводятся все технологические процессы, контролируется их ход и качество выпускаемого продукта.

Таблица 2

Стадии процесса производства химической продукции и соответствующая нормативно-техническая документация

Стадия процесса Название НТД Принадлежно сть (внешний, внутренний) Срок действия Кто готовит НТД

Прием сырья технические условия, паспорт безопасности, сертификат качества внешний ТУ не органичен, ПБ -5 лет постав шик

Подготовка сырья технологичес кий регламент, технологические карты производства внутренний 10 лет производитель

Реакционный процесс технологический регламент, технологические карты производства внутренний 10 лет про из водитель

Разделение реакционной смеси технологический регламент, технические условия, технологические карты производства внутренний технологичес кого регламента-10 лет, ТУ—неограничен производитель

Подготовка продукции к реализации технические условия, паспорт безопасности, сертификат качества внутренний ТУ не органичен, ПБ -5 лет производитель

Следует отметить, что разные нормативно-технические документы являются в этой модели входом (НТД на сырье: технические условия, паспорт безопасности, сертификат качества), выходом (НТД на продукцию: паспорт безопасности, сертификат качества), управлением (технические условия, технологический регламент производства). Контроль хода процесса осуществляется на основании технологических карт производства.

Опираясь на классическую триаду химического процесса - «подготовка сырья - реакционный процесс - разделение смеси и возврат непрореагировавшего сырья», производство серийной химической продукции можно представить в виде пяти процессов, три из которых -

собственно химический процесс, а два являются вспомогательными - прием сырья и подготовка продукции к реализации.

На основс функционально-технологической модели производства серийной химической продукции в работе были построены функционально-технологической модели производства каучуков, латексов и термоэластопластов (рис.6).

пронять сырье

Пров»СТИ р «делить подготовить

реякцвениып реакционную продукт к

процесс смесь поставке

4 ■»якагшку 5

• принял, бутадиен

• принять стирол

• контролировать качество сырья

• хранить сырье

• принять растворитель

• очистить

> от стабилизатора бутадиев

► очистить

от стабилизатора стирол

• очистить растворитель

• смешать реагенты

• провести химическую реакцию в реакторах

• усреднить продует из реакторов

провести процессы

• -отстаивания

• -дегазация

• -экспедирования

• -вибросушки

провести процессы:

• дробления

• фасовка

• упаковки

• маркировки лодгетовнть БТД (ГУ, паспорт б/о, сертификат качества)

Рисунок 6 Дерево узлов первых трех уровней декомпозиции производства бутадиен-стирольных термоэластопластов.

Анализ полученных диаграмм позволяет выделить ряд характерных особенностей функционально-технологической модели производства серийных партий ТЭП:

• Весь процесс производства сопровождается процедурами контроля качества как самого процесса, так и выпускаемой продукции.

• Для каждой стадии описаны необходимые материалы, результат ее выполнения, исполнитель операции и нормативно-техническая документация, регламентирующая выполнение данной стадии.

• Для каждой процедуры контроля процесса разработана НТД, регламентирующая требования к качеству продукции.

• Для каждой процедуры контроля качества с помощью дуг обратной связи описаны процессы, которые выполняются в случае несоответствия продукции требованиям, указанным в НТД.

В процессе постоянного совершенствования какой-либо стадии процесса, выпускаемой продукции, омологации или разработки новой продукции происходят изменения как в химико-технологической системе, так и в НТД, при этом инициатива о внесении изменений может быть как внутренней (подразделение предприятия), так и внешней (поставщик, клиент). Следует отметить, что изменение может быть не принято, если оно не соответствует требованиям внешней НТД. В случае принятия решения об изменении разрабатывается внутренняя НТД (рис.7).

требования 150, ОНЗАБ

НТД заказчика (спецификация)

темадаЕЯе на рюраболсу

маркетинговая информация сырье

НТДна&рье эаюэ на новый продукт

РАЗРАБАТЫВАТЬ ПР0ДУТСГ

опытио-прои. партия нового продукта

НТД на новьй продукт (ТУ.паслорт б/о. сертификат качества)

—^ информация о кода процесса разработш

ООО 'Сибур-инновации'

производственная инфраструктура ОАО 'Воронажсинтезка^ук"

Рисунок 7. Контекстная диаграмма модели процесса разработки нового продукта.

Как показал анализ, с каждым годом растет объем продукции, выпускаемой по спецификациям заказчика. Спецификация - это документ, определяющий требования к конкретной продукции, отличающийся более жесткими качественными характеристиками по сравнению с действующими на эту же продукцию техническими условиями. Сегодня доля отдельных видов продукции ОАО «Воронежсинтезкаучук», выпускаемым по спецификациям потребителя достигает 70%.

Здесь управляющим действием является НТД заказчика, требования международных стандартов и техническое задание на разработку, а выходом — опытно-промышленная партия нового продукта и НТД на новый продукт.

Таким образом, как управление производством серийной продукции, так и процессом разработки новой продукции осуществляется процессом технического регулирования (рис.8) , который декомпозирован на три подпроцесса - стандартизацию, подтверждение соответствия, и управление нормативно-технической документацией (рис.9), в дальнейшем, процесс управления НТД, декомпозирован на три подпроцесса: обработки входящей документации, управления внутренней НТД и формирование исходящей НТД.

нсрмативная документация

ресурсы _

цели ОАО "Воронежсинтезкаучук" -

сведения о ходе работ -нормативно-технич. документация контрагентов

ОСУЩЕСТВЛЯТЬ ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

► меры по техническому регулированию

норм ативно-технмч документация ОАО "Воронежсинтезкаучук"

технический отдел

Рисунок 8. Контекстная диаграмма А-0 процесса технического регулирования

Рис.9 Диаграмма АО процесса технического регулирования В четвертой главе «Моделирование структур данных для информационной поддержки технического регулирования производства каучуков» разработаны модели потоков данных в процессе технического регулирования производства каучуков, концептуальная и логическая модели данных управления нормативно-технической документацией, структура базы данных нормативной и технической документации в системе технического регулирования производства каучуков

На основе функциональной модели технического регулирования и функционально-технологических моделей производства каучуков построена формальная модель потоков данных. Выявление и формализация потоков данных между процессами, описывающими исследуемую систему, является первым этапом моделирования структуры данных для информационной поддержки системы технического регулирования. В

отличие от функциональной модели, модель потоков данных включает внешнюю по отношению к системе среду и накопители данных. Реализация процесса технического регулирования производства каучуков происходит во взаимодействии с фирмой-заказчиком, фирмой-поставщиком, головной организацией, ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ", зарубежными институтами стандартизации, центром сертификации.

Следующим шагом обеспечения информационной поддержки технического регулирования является разработка концептуальной модели данных. Для хранения сведений контрагентах в модели потоков данных используются отдельные накопители, которые в концептуальной модели представляются в виде сущностей. Помимо этих сущностей, в концептуальную модель включен ряд сущностей, которые характеризуют процесс управления нормативно-технической документацией, обеспечивающей производство и разработку новых видов каучуков. Связи между описанными сущностями имеют различную семантику. В основном, внешние сущности выступают в роли агентов, инициирующих действия, а сущности, описывающие продукцию - в роли объектов действия.

Логическая модель данных строится на основе концептуальной модели и представляет собой набор взаимосвязанных реляционных таблиц. Все

сущности, входящие в концептуальную модель, в логической модели представляются в виде таблиц-справочников. Ссылки на эти справочники образуют внешние ключи для таблиц-взаимосвязей, описывающих связи концептуальной модели. Для каждой таблицы выполняется полное описание ее атрибутов, включая длину и тип данных для каждого поля.

На рис. 10 логическая модель данных представлена в виде схемы данных MS Access, однако она может быть использована и для других СУБД. Заключение

В заключении сформулированы основные результаты работы.

• проведен системный анализ проблемы обеспечения выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции показавший, что решение этой проблемы при производстве каучуков возможно только в результате согласованного функционирования систем технического регулирования, менеджмента качества и системы управления химико-технологическими процессами;

• на основе системного подхода выполнен анализ производства серийных каучуков и процесса разработки новых видов продукции как объектов технического регулирования, обеспечивающий структуризацию и формализацию процессов производства и управления,

• построена функционально-технологическая модель производства термоэластопластов, функциональные модели технического регулирования и разработки нормативно-технической документации;

• разработана структура реляционной базы данных нормативно-технической документации в системе технического регулирования производства каучуков в среде СУБД БД Access

• на базе проведенного системного анализа и построенных в диссертации моделей разработана нормативно-техническая

документация, регламентирующая производство каучуков, латексов и термоэластопластов: Технические условия, Паспорта безопасности, Спецификации на каучуки, ластексы и ТЭП

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ:

1. Дорофеев К.Н., Кирчевская Е.В. К задаче интеграции систем управления качеством и охраны окружающей природной среды на химических предприятиях.// Интеграл, 2011, №5(61).

2. Кирчевская Е.В., Панова С.А. Информационное обеспечение системы управления качеством при производстве термопластов.// Интеграл, 2012, №5(67).

3. Кирчевская Е.В., Панова С.А. Техническое регулирование как инструмент повышения качества химической продукции //Автогазозаправочный комплекс плюс альтернативное топливо, 2013, №9.

Материалы конференций:

4. Кирчевская Е.В. Интеграция управления инновационным развитием химического производства.//Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития науки и образования», Тамбов, сентябрь 2012 г.

5. Кирчевская Е.В. Интеграция технического регулирования и системы менеджмента качества // XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки». Москва, июль 2013.

6. Кирчевская Е.В., Панова С.А. Техническое регулирование как необходимое условие обеспечения качества продукции. Международная научно-практическая конференция «Наука и образование в XXI веке». Тамбов, сентябрь 2013 г.

Подписано в печать 17.10.2013. Сдано в производство 18.11.2013. Формат бумаги 60x90 1/16. Объем 1 п.л.

_Тираж 100 экз. Заказ № 371_

Отпечатано в 000 "Фирма БЛОК" 107140, г. Москва, ул. Краснопрудная, вл.13. тел. (495) 264-3073 Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА»

На правах рукописи

0420145327В

КИРЧЕВСКАЯ Елена Викторовна

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАУЧУКОВ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

(химическая промышленность)

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Панова С.А.

Москва 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

Глава 1. Системный анализ процесса технического 7 регулирования

1.1.Система технического регулирования при производстве 7 химической продукции

1.2. Система менеджмента качества на химическом предприятии 14

1.3.Взаимодействие систем менеджмента качества, технического 21 регулирования и химико-технологической системой при производстве каучуков.

Глава 2. Анализ производства каучуков на химическом 27 предприятии ОАО «Воронежсинтезкаучук» как объекта технического регулирования.

2.1. Состояние и перспективы развития производства каучуков 27

2.2. Характеристика производства каучуков на ОАО 33 «Воронежсинтезкаучук»

2.3. Процессный подход к управлению качеством на ОАО 42 «Воронежсинтезкаучук»

2.4. Система технического регулирования на ОАО 51 «Воронежсинтезкаучук» при производстве каучуков

Глава 3. Функциональное моделирование в системе 56 технического регулирования производства каучуков 56

3.1. Моделирование как инструмент системного анализа ХТС

3.2. Функционально-технологические модели производства 61 каучуков, латексов и термоэластопластов на ОАО «Воронежсинтезкаучук» 73 3.3 Функциональное моделирование процесса технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов.

Глава 4. Моделирование структур данных для 78 информационной поддержки технического регулирования производства каучуков

4.1. Модели потоков данных в процессе технического 78 регулирования производства каучуков

4.2. Концептуальная и логическая модели данных 86

4.3. База данных нормативной и технической документации в 91 системе технического регулирования производства каучуков Выводы 97

Литература Приложение

98 106

Введение

Важность развития производства синтетического каучука (СК) в России обусловлено особой значимостью конечных изделий, и прежде всего шин, наличием широкой сырьевой базы, а также большими перспективами роста потребления, как внутри страны, так и за ее пределами. Российская промышленность синтетического каучука является одной из наиболее конкурентоспособных и успешных отраслей отечественной нефтехимии. В России внутренний спрос на синтетические каучуки удовлетворяется в основном за счет собственного производства, однако потребление каучука в России отстает от развитых стран. Таким образом, задача российских предприятий по производству каучуков в условиях усиления внутренней и внешней конкуренции - наращивание выпуска качественной безопасной и инновационной продукции, конкурентоспособной как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Важнейшей составляющей конкурентоспособности в наши дни является удовлетворенность потребителя качеством продукции, которое определяется двумя основными характеристиками: техническим уровнем и соответствием фактического качества установленным требованиям нормативной, конструкторской, технологической и технической документации. А технический уровень продукции определяется, в свою очередь, соответствием требованиям рынка нормативно-технической документации (НТД), регламентирующей все процессы жизненного цикла производства продукции.

Разработка нормативно-технической документации (НТД) является главной задачей системы технического регулирования (СТР). Таким образом, возникает необходимость усиления роли технического регулирования в достижении цели эффективного функционирования химических предприятий. Однако, несмотря на вступление в силу Федерального закона № 184-ФЗ "О техническом регулировании", на российских предприятиях химической промышленности технического регулирование остается на

недостаточно высоком уровне, что можно объяснить, в том числе и с отсутствием научно-методических исследований, связанных как с функционированием системы технического регулирования на предприятии, так и с его информационной поддержкой.

Одной из основных проблем технического регулирования на химических предприятиях сегодня является нарастающий объем как внешней информации, содержащийся во внешней НТД в связи с глобализацией производства и вступлением России в ВТО, так и внутренней информации, связанной с расширением ассортимента выпускаемой продукции и сокращением сроков ее обновления. Это требует разработки соответствующей внутренней НТД, регламентирующей как процесс производства продукции, так и процесс контроля качества, а также проведение стандартизации и подтверждения соответствия выпускаемой продукции на основе НТД. Все перечисленное делает проблему разработки научно-методического обеспечения функционирования системы технического регулирования, и, прежде всего его информационной поддержки весьма актуальной.

Исследование системы технического регулирования производства химической продукции возможно только с использованием методологии системного анализа, ввиду необходимости учета правовых, экономических и производственных аспектов.

Значительный вклад в развитие системного анализа и теории принятия решений внесли: Е.С. Вентцель, В.Н. Волкова, Ю.И. Дегтярев,

A.A. Емельянов, A.A. Денисов, A.B. Костров, С. Оптнер, Ф.И. Перегудов,

B.В. Подиновский, Д.А. Поспелов, Ф.Е. Темников. Ч. Хитч. Применение системного подхода к созданию информационных систем управления химическими предприятиями было развито в работах JI.A. Бахвалова, Т.Н. Гартмана, JI.C. Гордеева, И.Н. Дорохова, А.Ф. Егорова, В.В. Кафарова, В.Ф. Корнюшко, P.E. Кузина, В.П. Мешал кина, A.B. Нетушила, A.A. Петрулевича, Т.В. Савицкой, П.Д. Саркисова, А.И. Соболева,

В.В. Шаталова, Г.А. Ярыгина. Исследованию системных закономерностей функционирования и разработке технологий производства крупнотоннажных химических продуктов посвящены работы: B.C. Тимофеева, Л.А. Серафимова, О.Н. Темкина, Г.К. Шестакова, М.Р. Флида, Ю.А. Трегера.

Цель работы - формирование информационной поддержки системы технического регулирования производства каучуков как основы для принятия управленческих решений по выпуску качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной продукции

Объект исследования - система технического регулирования производства продукции на химическом предприятии ОАО «Воронежсинтезкаучук».

Предметом исследования является применение информационных технологий для обеспечения эффективного функционирования системы технического регулирования производства химической продукции.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

> системный анализ технического регулирования как основы обеспечения выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции;

> анализ взаимодействия систем технического регулирования, менеджмента качества и системы управления химико-технологическими процессами производства продукции на основе системного подхода;

> моделирование процесса производства и разработки каучуков, латексов и термоэластопластов;

> моделирование процесса технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов;

> разработка базы данных НТД и регламентирующих документов в системе технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов.

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

> проведен системный анализ технического регулирования производства химической продукции, вывялены системные связи с интегрированной системой менеджмента и АСУ ТП, определена роль технического регулирования в обеспечении выпуска качественной безопасной инновационной и конкурентоспособной химической продукции;

> на основе системного подхода выполнен анализ производства серийных партий каучуков и процесса разработки новых видов продукции как объектов технического регулирования, обеспечивающий структуризацию и формализацию процессов производства и управления;

> построены функционально-технологические модели серийного производства и разработки новых видов каучуков, латексов и термоэластопластов и функциональные модели технического регулирования и разработки нормативно-технической документации;

> разработана структура реляционной базы данных нормативно-технической документации в системе технического регулирования производства каучуков, латексов и термоэластопластов в среде СУБД БД Access.

Основными практическими результатами являются:

На базе проведенного в работе системного анализа и построенных моделей разработаны нормативно-технические документы, регламентирующие производство каучуков, латексов и термоэластопластов, и входящие в обязательный перечень сопроводительной документации на продукцию:

^ Технические условия (ТУ) на весь перечень выпускаемой продукции.

> Паспорта безопасности на весь перечень выпускаемой продукции.

> Спецификации на выпускаемую продукцию для российских предприятий: ОАО «Нижнекамскшина», ОАО «Кордиант», ООО «Кровснаб», ОАО «Кировский шинный завод».

> Спецификации на выпускаемую продукцию для зарубежных фирм-заказчиков: «Бриджстоун», «Pirelli», «Континенталь», «BRISA», «YOKOHAMA», «Нокиан Тайрс», «Мишлен».

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 6 научных работах, в их числе: 3 статьи в изданиях по перечню ВАК и 3 тезисов докладов на международных и всероссийских научно-технических конференциях.

Методы исследования. В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методология функционального моделирования систем SADT, методология моделирования потоков данных DFD.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования», Тамбов; XI Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы науки», Москва; Международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке». Тамбов.

Глава 1. Системный анализ процесса технического регулирования 1.1.Система технического регулирования при производстве химической продукции

Техническое регулирование - правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия.

Объектом технического регулирования в соответствии с Федеральным законом № 184 «О техническом регулировании» [1] являются выпускаемые в обращение на территории Российской Федерации виды химической продукции, содержащие вещества, и/или смеси химических веществ, обладающие опасными свойствами и содержащиеся в химической продукции в концентрациях, превышающих предельно-допустимые. Закон 184-ФЗ на основе Конституции устанавливает:

- порядок разработки и исполнения обязательных государственных требований: 1. к продукции, 2.процессам ее производства, 3. эксплуатации, 4.хранения, 5.перевозки, б.регистрации и утилизации;

• порядок тех же процедур в отношении необязательных требований:

• порядок работ по стандартизации;

• порядок подтверждения соответствия;

• порядок организации госнадзора (контроля);

• порядок информации и финансирования. Основными целями технического регулирования являются:

• стимулирование развития экономики и защита рынка

• снижение административного и экономического давления на производителя;

• снижение технических барьеров в торговле;

• гармонизация технического законодательства;

Техническое регулирование долэ/сно создавать основу для решения двух комплексов задач: регулирование внутреннего рынка и создание благоприятных условий для развития внешней торговли.

Первая задача вызвана необходимостью выработать механизм формирования требований к продукции и к оценке ее соответствия в процессе создания и движения товара, который отвечал бы требованиям реформирования нашей экономики, придания ей социальной ориентации, повышения конкурентоспособности продукции и экономики в целом. Государство при этом устанавливает требования безопасности на базе оценки риска применения продукции с учетом реальных социально-экономических возможностей. Потребительские свойства формируются рынком. Задача же государства в этой области состоит в том, чтобы создать равные и благоприятные условия для всех участников рынка.

Вторая задача вызвана проблемами глобализации. Необходимо создать такой механизм технического регулирования, который, с одной стороны, позволял бы вести экономически выгодную для государства политику во внешней торговле, а с другой — был бы гармонизирован с правилами, установленными международным сообществом.

Техническое регулирование осуществляется в соответствии с принципами:

• применения единых правил установления требований к продукции или к связанным с ними процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию;

• соответствия технического регулирования уровню развития национальной экономики, развития материально-технической базы, а также уровню научно-технического развития;

Суть второй группы принципов сводится к тому, чтобы накладываемые на изготовителей и продавцов разных стран обязательные требования к

продукции и связанным с ними процессам ее проектирования, производства, строительства и т.д. не перерастали в торговые барьеры.

В современных условиях наиболее целесообразным представляется создание двухуровневой системы технических регламентов. В рамках этой системы федеральным законом принимаются только общие технические регламенты, которые устанавливают базовые, не зависящие от специфики того или иного вида деятельности или продукции требования, а конкретизация требований отражена в нормативно-технической документации предприятия ( рис. 1.1)

Дну XV р о и 11 и и ;ш модель задания требовании к объекту регулирования в системе нового технического чиконодптельств!» РФ

Ф^дррллмшЛ 1ш;оп от 27.12.20(12 «О техническом регулнроппинн» с учёюм щмеменнП

Рисунок 1.1. Двухуровневая модель технического регулирования в системе законодательства РФ

Инструментами технического регулирования являются стандартизация и подтверждение соответствия, включающее в свою очередь лицензирование, аккредитацию, регламентацию, сертификацию, метрологию, регистрацию (рис. 1.2).

Ключевые факторы, влияющие на техническое регулирование и стандартизацию на современном этапе:

1.Повышенное внимание руководства России к реформе технического регулирования (курс на модернизацию).

Технические регламенты

Стандарты

/

\

Аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий

Подтверждение соответствия

Метрологическое обеспечений

Устанавливают минимально необходимые требования безопасности, не создавая излишних барьеров для модернизированной и инновационной продукции

Отражают достигнутый уровень и обеспечивают трансферт технологий, способствуют обеспечению качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции

Устанавливает необходимый уровень компетентности в сфере сертификации и испытаний

Осуществляет допуск продукции на рынок (испытания, сертификация и декларирований

Подтверждает качество продукции и обеспечивает доверие потребителей к новой продукции (добровольная сертификации

Обеспечивает сопоставимость результатов измерений в различных испытательных лабораториях

Рисунок 1.2. Инструменты технического регулирования

2.Ориентация на международные нормы и требования ВТО.

3.Стихийный подход к реализации реформы и отсутствие удовлетворительной методологии (модели) ТР.

4.Переориентация технического регулирования на уровень таможенного союза (наднациональный уровень).

Базовым документом данного процесса является Федеральный закон «О т