автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Обеспечение качества процессов на этапе технологической подготовки производства

Московский государственный технологический университет «Станкин»

На правах рукописи

ГРИШИНА ТАТЬЯНА ГЕННАДЬЕВНА

«ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ НА ЭТАПЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА»

Специальность 05.13.07 - «Автоматизация технологических процессов и производств»1

(промышленность)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1999

\

ВВЕДЕНИЕ...........................................3

ГЛАВА 1. «СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ»...............6

1.1. Тенденции развития науки об управлении.....6

1.2. Тенденции развития науки об обеспечении качества........................ ................7

1.3.Взаимосвязь качества и этапов жизненного цикла изделия..................................11

1.4.Качество и удовлетворенность потребителя. ..15

1.5.CALS-технологии как инструмент формирования единого информационного пространства для всего жизненного цикла изделий.......................17

1.6. Направления оптимизации бизнес-процессов на современном этапе..............................32

1.7. Выводы....................................36

ГЛАВА 2. «КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СИСТЕМЫ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ КАЧЕСТВА».............................• • •.......37

2.1. Характеристики технической системы..............-37

2.2. Риск потребителя - критерий оценки системы..........4 0

2.2.1. Риск и управленческие решения...........40

2.2.2. Сущность риска. . .......... ..............42

2.2.3. Выявление риска..........................43

2.2.4. Объекты риска . ...........................45

2.2.5. Инструменты влияния на риск..............46

2. 2. 5 .Методы анализа рисков....................4 9

2.2.6. Риск как неопределенность при принятии

решений........................................53

2. 2. 7. Методы управления риском.................5 7

2. 2. 8. Оценка риска по стадиям проекта..........58

2.3. Определение факторов , влияющих на технологический процесс .

................................................бб

2.3.1. Классификация факторов на основе диаграмм К.Ишикава. .....................................67

2.4. Экономический механизм управления качеством продукции. 7 4

2. 5. Центры затрат на качество........................7 9

2.6. Выводы.......................................85

ГЛАВА 3. «КОМПОНЕНТЫ РИСКА ПОТРЕБИТЕЛЯ ИСХОДНОЙ МОДЕЛИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГШСЕКОГО ПРОЦЕССА»........86

3.1. Обеспечение качества на современном этапе............86

3.2. Обеспечение качества изделий на этапе их разработки. . . 88

3. 3. FMEА-анализ (failure mode and effects analysis).......94

3. 4. Определение параметра риска потребителя на основе БМЕА-

анализа...........................................98

3.5. Выводы......................................107

ГЛАВА 4. «АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА».......................109

4.1.Методы исследования экономической динамики..........109

4.2. Анализ используемых на практике факторов , влияющих на технологический процесс.............................114

4.3. Определение взаимосвязи между факторами, влияющими на технологический процесс.............................123

4.4. Выводы.....................................143

ГЛАВА 5. «ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ КАЧЕСТВА И РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ПОДДЕРЖКИ ДЛЯ РАСЧЕТА РИСКА ПОТРЕБИТЕЛЯ».....................................144

5.1. Особенности процесса изготовления камневых опор.....14 4

5.2.Анализ технологического процесса изготовления камневых опор при помощи предложенной модели качества.................145

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.........................166

БИБЛИОГРАФИЯ.................................... . 169

ПРИЛОЖЕНИЯ ....................177

ВВЕДЕНИЕ

Все более жесткая конкуренция на международном и национальном рынке ставила и ставит перед промышленниками и предпринимателями практически всех стран, в том числе и в России, новые проблемы:

• проблема повышения качества процессов и производства;- возможность «долечивания детских болезней» изделий и процессов резко ограничивается как конкурентными факторами, так и законодательством о защите прав потребителя;

• проблема сокращения сроков проектирования изделий и подготовки их производства; фактор времени наряду с фактором качества становится' одним из важнейших факторов в конкурентной борьбе;

• проблемы, связанные с конкуренцией на рынке эксплуатационного обслуживания; поскольку качество сервиса рассматривается потребителями как важнейший компонент качества продукта;"

• проблемы, связанные с непосредственным снижением затрат (прямые капитальные; накладные, оплата труда в производстве, в подразделениях логистики и т.д.).

В рыночной экономике производитель и потребитель сами находят себя на рынке, мотивация их деятельности основана на финансовом выигрыше и максимизации потребительского эффекта. При этом

потребитель имеет выбор между наилучшими товарами различных производителей. Потребитель, приобретая товары и услуги, и являясь главной фигурой, определяет направления развития, производства.

В мировой практике конкурентоспособность продукции определяется следующими факторами:

• соответствием качества продукции требованиям рынка и конкретного потребителя;

• совокупными затратами на закупку, доставку и эксплуатацию продукции;

• способностью предприятия выполнять поставки в сроки, удобные для потребителя;

• репутацией предприятия на рынке, наличием аргументов, подтверждающих надежность предприятия как партнера, и способность предоставить эти аргументы.

Способность предприятия достигать цели, обеспечивающие его конкурентоспособность,

определяется действующей на нем системой организации производства и управления.

В последние годы в области качества произошла подлинная революция. Именно с помощью современных методов менеджмента качества многие известные зарубежные фирмы добились лидирующих позиций на различных рынках. Российские предприятия пока еще отстают в области применения современных методов управления качеством. Между тем повышение качества имеет поистине колоссальный потенциал. Однако повышение качества невозможно без изменения отношения к качеству на всех уровнях, пока

руководители различных уровней не станут относиться к качеству как образу [21].

Между качеством и эффективностью существует прямая зависимость. Повышение качества способствует повышению эффективности производства, приводя к снижению затрат и увеличению доли рынка.

Исходя из этого, определена основная цель работы, которая заключается в повышении

конкурентоспособности и качества процессов производства путем организации управления этими процессами на основе разработанной модели качества технологических процессов в режиме САЪБ-технологий и основные задачи, заключающиеся в разработке методики для определения составляющих финансовых затрат на качество продукции, в соответствии с предложенной моделью качества, разработке модели качества технологических процессов машиностроения на основе определения риска потребителя.

ГЛАВА 1 . «СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

1.1. Тенденции развития науки об управлении.

С 80-х годов нашего столетия наука об управлении развивалась в трех направлениях: ускорение коммуникаций (CALS), стандартизованные требования к системам управления предприятиям и требования к экологической безопасности (стандарты серий ИСО 9000, ИСО 14000), предвосхищение запросов потребителя (развертывание функций качества и т.д.). К концу столетия прослеживается тенденция слияния этих трех направлений в единое целое. Отношения их между собой можно представить при помощи рис. 1.

^ , . Корпоративное

Система управления качеством и А к ,

я ш информационное

экологическим менеджмент : Ж у

ИСО 9000, ИСО 14000 A WL / управление

^^ --системами (КИУС)

САЬБ-технологии поддерживания жизненного цикла продукта (включая технологии разработки изделий : РФК. ФСА. ФФА, РМЕА)

рис. 1 Схематическое изображение слияния трех направлений развития менеджмента качества

С точки зрения CALS, модель описывает жизненный цикл документации и данных о качестве на протяжении всех стадий круга качества. Под кругом качества понимается концептуальная модель взаимозависимых видов деятельности, влияющих на качество на различных стадиях от определения потребностей до оценки их удовлетворения.

Такой подход ни в коей мере не противоречит требованиям международных стандартов ISO серии 9000, а наоборот подчеркивает важность документации и данных о качестве. Стандарты этой серии предназначены для определения обязательных и рекомендательных элементов систем качества. Следует отметить, что в соответствии с уже существующими международными стандартами доказательства качества формируются на стадии разработки производственного процесса, причем тенденция развития управления производством говорит о том, что при переходе предприятий к фазе планирования качества (см. рис.2), происходит процесс «переноса» оценки доказательств качества на стадии проектирования производственного процесса. Некоторые методы, в том числе и FMEA, позволяющий снизить затраты и уменьшить риск возникновения дефектов, предусмотрены как обязательные для выполнения в проекте стандартов серии ИСО 9000 в 2000 году.

1.2. Тенденции развития науки об обеспечении

качества.

Предприятие - поставщик продукции борется за качество, используя различные методы, по-разному

влияющие и на ценность продукции, и на ее стоимость. Эти методы выстраиваются в определенной иерархии, предложенной М.Г. Кругловым, которую можно представить в виде «башни качества», приведенной на Рис. 2 .

Развитие методов обеспечения качества

Экологический менеджмент Затраты на обеспечение качества

Планирование качества П 1 П 2 Г13 За тр 1 За тр 2 ЗатрЗ

Менеджмент качества П 1 П2 Г 1 Затр 1 Затр 2 Затр 3

/ \

Управление процессами П 1 Загр1 Затр2 За тр 3

/ \

Контроль качества За гр 1 Затр2

Потенциал ь-ный ущерб от брака

\

Рис. 2. «Башня качества», модифицированная с учетом перераспределения затрат

Как основные этапы становления современной философии качества можно выделить следующие перекрывающиеся и продолжающиеся фазы :

• контроль качества (основа концепции потребитель должен получать только годные изделия; основные усилия должны быть направлены на то, чтобы негодные изделия (брак) были бы отсечены от потребителя);

управление процессами (главная цель потребитель должен получать только годные изделия,

т.е. изделия, соответствующие стандартам; отбраковка сохраняется как один из важных методов обеспечения качества; основные усилия следует сосредоточить на управлении.производственными процессами, обеспечивая увеличение процента выхода годных изделий);

• менеджмент качества (основная идея : основа качества продукции - качество труда и качественный менеджмент на всех уровнях, то есть такая организация работы людей, когда каждый работник получает удовольствие от своей работы);

• планирование качества (основа : большая часть дефектов изделий закладывается на стадии разработки из-за" недостаточного качества проектных работ; перенос центра тяжести работ по созданию изделия с натурных испытаний опытных образцов или партий на математическое моделирование свойств изделий, а также моделирование процессов производства изделий, что позволяет обнаружить и устранит конструкторские и технологические дефекты еще до начала стадии производства; место концепции "ноль дефектов" занимает концепция "удовлетворенного потребителя"; высокое качество необходимо предоставить потребителю за приемлемую цену, которая постоянно снижается, так как конкуренция на рынках очень высока).

Из всех составляющих стоимости рассмотрим только одну - затраты на обеспечение качества продукции. Эти затраты можно подразделить на 3 группы - затраты на обнаружение дефектов (Затраты 1), затраты на исправление дефектов (Затраты 2), затраты на предотвращение дефектов (Затраты 3). В литературе

можно встретить детальный анализ оценки издержек от необеспечения качества [45]. С развитием методов обеспечения качества от контроля к планированию качества происходит и изменение величины затрат, относящихся к каждой из групп, и перераспределение затрат между группами, поскольку за счет применения современных методов обеспечения качества и связанного с этим увеличением затрат на предотвращение дефектов уровень дефектности продукции уменьшается, что приводит к уменьшению затрат на обнаружение и исправление дефектов.. Поэтому, используя все более совершенные методы обеспечения качества и переходя на более высокую ступень «башни качества», предприятие снижает себестоимость продукции и может получать либо дополнительный доход (П1, П2, ПЗ) по. сравнению с предприятием, находящимся на более низкой ступени «башни качества», при одинаковых ценах на продукцию и одинаковых прочих компонентах себестоимости, либо повысить степень удовлетворенности потребителя, снизив стоимость продукции на величину уменьшения себестоимости. Как правило, предприятие выбирает некоторый средний вариант, существенно укрепляя при этом свое положение на рынке.

Современный этап менеджмента качества

соответствует этажу «планирования качества», т.е. основной упор следует делать на обеспечение качества в процессе разработки и подготовки производства продукции. В то же время, по данным исследователей [34], около 80% всех дефектов, которые выявляются в

процессе производства и использования изделий, обусловлены недостаточным качеством процессов разработки концепции изделия, конструирования и подготовки его производства. Около 60% всех сбоев, которые возникают во время гарантийного срока изделия, имеют свою причину в ошибочной, поспешной и несовершенной разработке (рис. 3).

Затраты на устранение дефектов

Возникновение

,_0/ , Устранение 75% дефектов , ^_;_ ■ дефектов ™ ✓ ' 4

\

Возникновение у ч

дефектов . '

/ \

/\

! ^ / Устранение \

✓ ' 80% дефектов . *

/

<-:->

' __""" ^ —

\

N

Определение Опытно- Технологи- Производство Контроль Применение

потребностей конструкторские ческая подго-работы товка пр-ва

Фазы жизненного цикла товара Рис. 3. Распределение затрат, связанных с возникновением и устранением дефектов, по стадиям жизненного цикла изделия

1. 3. Взаимосвязь качества и этапов жизненного цикла

изделия.

Качество продукта, то есть насколько он по своим параметрам качества будет соответствовать ожиданиям потребителя, зависит от качества выполнения предыдущих этапов его жизненного цикла. И чем раньше будут скорректированы закладываемые в продукт

параметры качества, тем меньше времени и средств потребуется для получения конечного продукта с заданными параметрами качества.

Основными составляющими качества, на которые производитель должен обращать особое внимание, являются:

• определение потребностей рынка (качество выбора своего потребителя);

• качество проектирования;

• качество процесса производства;

• соответствие качества конечного продукта проекту;

• качество послепродажного обслуживания.

Объектом качества при этом могут быть:

• деятельность или процесс;

• продукция;

• организация, система или отдельное лицо;

• любая комбинация из них.

Качество разработки, так же как и любой другой этап жизненного цикла продукта, зависит от качества целей.

Качество разработок будет тем выше, чем меньше корректировок оно будет претерпевать в результате последующего сравнения ценностей реального продукта и ожиданий потребителя. Поэтому роль этапа разработки в максимизации ценности продукта для потребителя и оптимальной минимизации затрат на ее последующее обеспечение, а следовательно, и на минимизацию стоимости качественного продукта необычайно велика.

Процесс разработки (проектирование) можно разбить на три фазы:

• системное проектирование, которое является наиболее творческой фазой, когда происходит техническое и технологическое воплощение идеи проектируемого продукта;

• параметрическое проектирование, когда техническое и технологическое воплощение идеи проектируемого продукта реализуется конкретными значениями параметров для каждого этапа продукта;

• проектирование допусков, когда устанавливаются допуски на все параметры продукта и процесса его производства в зависимости от возможностей самого процесса и применяемых измерительных инструментов.

В результате проектирования должен быть разработан не только проект продукта с ожидаемой ценностью, но и вся необходимая конструкторско-технологическая и нормативная документация для процесса его производства.

При этом основной целью процесса является добавление ценности продукта при минимальных затратах на каждой операции, а качество процесса будет равно будет равно качеству его результатов, и поэтому затраты на процесс должны быть равны добавленной ценности продукта для потребителя.

Как проектно-конструкторская задача, выбор технологии относится к числу плохо формализуемых задач, поскольку влияющие на принятие решения факторы и связи между ними чрезвычайно многообразны,

физически разнородны и чаще всего не имеют ясно выраженных количественных зависимостей. Поэтому на концептуально�