автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.23, диссертация на тему:Планирование целей машиностроительного предприятия в области качества на основе моделей динамики показателей качества продукции

На правах рукописи

Пузанов Вадим Евгеньевич

ПЛАНИРОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В ОБЛАСТИ КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Специальность: 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 ОКТ 2013

005535506

Курск-2013

005535506

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» на кафедре «Управление качеством, метрология и сертификация»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Червяков Леонид Михайлович

, Официальные оппоненты: Зотов Игорь Валерьевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», профессор кафедры информационных систем и технологий

Плахотникова Елена Владимировна

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет», доцент кафедры «Инструментальные и метрологические системы»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Брянский государствен-

ный технический университет»

Защита диссертации состоится 14 ноября 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.105.09 при ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, д. 94 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

Автореферат разослан « \\ » октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.105.09

В.В. Куц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В условиях непрерывно изменяющейся внутренней и внешней среды машиностроительные предприятия вынуждены учитывать постоянные изменения требований к их продукции со стороны потребителей и других заинтересованных сторон. При этом изменение показателей качества продукции при взаимодействии нестационарных технических и социально-экономических систем, поддерживающих ее жизненный цикл, их элементы и взаимосвязи между ними остаются не до конца выявленными.

Следствием этого является существование проблемы, связанной с обоснованием планирования целей в области качества на предприятии. Выбор показателей, на основании которых формируются цели в области качества, не нашел признанного обоснования, учитывающего взаимодействие процессов и их ресурсное обеспечение.

Планирование целей в области качества на предприятии должно опираться на научно обоснованное прогнозирование показателей качества продукции и основываться на анализе данных о результатах эксплуатации продукции, информации о фактическом уровне ее качества, анализе внутренней и внешней среды предприятия.

Остается не достаточно изученным влияние на изменение показателей качества машиностроительной продукции таких факторов как сложность продукции, сопротивление изменениям, потенциал организации, требования потребителей и других заинтересованных сторон.

Обоснованность планирования целей в области качества для машиностроительных предприятий с серийным и массовым типом производства можно существенно повысить за счет применения методов и средств прогнозирования показателей качества продукции.

В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на установление целей предприятий в области качества на основании прогнозирования изменения показателей качества машиностроительной продукции с течением времени.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. и госзадания Минобрнауки России на 2013 г.

Цель работы заключается в обосновании планирования целей предприятия в области качества на основе моделирования изменения показателей качества машиностроительной продукции.

Объект исследования. Процесс планирования целей машиностроительного предприятия в области качества.

Предмет исследования. Взаимосвязи между показателями качества машиностроительной продукции, ее сложностью, ресурсами предприятия и

требованиями потребителей и других заинтересованных сторон.

Задачи исследования:

1. Провести анализ проблемы планирования целей машиностроительного предприятия в области качества;

2. Выявить факторы, оказывающие влияние на изменение показателей качества продукции машиностроения, с учетом которых разработать математическую модель, позволяющую установить временные зависимости изменения показателей качества продукции от изменения ее сложности, факторов сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон;

3. Установить задачи, решение которых будет способствовать достижению целей в области качества только на основе совместного анализа временных характеристик изменения интегрального показателя качества и календарного плана выпуска продукции;

4. Разработать метод планирования целей машиностроительного предприятия в области качества на основе предложенной модели динамики качества продукции;

5. Провести апробацию результатов исследования.

Методы исследования, обоснованность, достоверность.

Для решения поставленных задач были использованы методы системного анализа, теории конструктивно-технологической сложности изделий, методы экспертного оценивания, элементы математического анализа и теории вероятности, методы квалиметрии, метод аналогий.

Обоснованность применяемых методов подтверждается их широким использованием в самых различных прикладных исследованиях.

Достоверность результатов и выводов работы подтверждена экспериментальными исследованиями и результатами внедрения предложенных разработок на ЗАО «Курская подшипниковая компания» и ОАО «Геомаш» (г. Щигры).

Область исследований. Содержание диссертации соответствует п.1 «Методы анализа, синтеза и оптимизации, математические и информационные модели состояния и динамики качества объектов» и п.З «Методы стандартизации и менеджмента (контроль, управление, обеспечение, повышение, планирование) качества объектов и услуг на различных стадиях жизненного цикла продукции» паспорта научной специальности 05.02.23 - «Стандартизация и управление качеством продукции» (технические науки).

Основные положения, выносимые на защиту и составляющие научную новизну:

1.Выявленные факторы, оказывающие влияние на динамику показателей качества продукции машиностроения, и разработанная с их учетом математическая модель, позволяющая раскрыть временные зависимости измене-

ния показателей качества продукции от изменения ее сложности, сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон.

2. Установленные задачи, решение которых позволяет согласовать достижение целей в области качества с производственным планом выпуска продукции.

3. Метод планирования целей машиностроительного предприятия в области качества на основе предложенной модели динамики качества продукции.

Практическую значимость диссертационной работы составляют

выявленные временные зависимости изменения показателей качества продукции от изменения ее сложности, факторов сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон.

Основные теоретические и практические результаты работы внедрены в практическую деятельность ЗАО «Курская подшипниковая компания» и ОАО «Геомаш» (г. Щигры) и используются в учебном процессе Юго-Западного государственного университета при изучении дисциплин «Средства и методы управления качеством» и «Всеобщее управление качеством» студентами направлений подготовки 221400.62 - «Управление качеством».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: научных семинарах кафедры управления качеством, метрологии и сертификации ЮЗГУ (Курск, 2010-2013 гг.); VIII Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, 2011 г.), И и III Международных научно-практических конференциях «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях» (Курск, 2011, 2012 гг.), XV международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы техники и технологии - Технология-2012» (Орел, 2012 г.); 2-й Международной научно-практической конференции «Современные материалы, техника и технология» (Курск, 2012 г.); V Международной научно-техническои конференции «Машиностроение - основа технологического развития России ТМ-2013» (Курск, 2013 г.), а также на других научно-технических конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, перечень которых приведен в конце автореферата, из них 4 статьи в рецензируемых научных журналах и изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов по работе, библиографического списка, включающего 211 наименований, и приложений. Объем основной части диссертации составляет 143 страницы машинописного текста и содержит 36 рисунков, 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследования, определены цель и задачи работы, сформулированы научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе диссертации проведен анализ проблемы планирования целей в области качества на машиностроительном предприятии. На основе обзора литературных источников определено, что планирование целей в области качества должно осуществляться на основе политики организации в области качества с учетом требований всех заинтересованных сторон в рам' ках двух основных подходов: «Кайзен» и «Кайрио» (рис. 1.).

Работники предприятия

Политика в области качества

Общество, государство

Цели в области качества

Акционеры, собственники

Потребители

KAIZEN

КАЖУО

Непрерывная деятельность, направленная на постепенное улучшение процессов или качества продукции

Проекты прорыва на основе реинжиниринга процессов или освоения новых видов продукции

Поставщики

Эволюционный тип изменения качества

Революционный тип изменения качества

Рис. 1. Подходы к планированию целей в области качества

На основе анализа деятельности ведущих отечественных и зарубежных предприятий установлено, что при планировании целей в области качества на предприятии необходимо учитывать механизмы динамики показателей качества продукции при взаимодействии нестационарных технических и социально-экономических систем поддерживающих ее жизненный цикл.

Проанализированы существующие методы и средства исследования динамики качества продукции, которые объединены в три основных направления: инженерно-техническое, экономико-статистическое и экономическое.

В результате обзора литературных источников установлено, что существующие методы исследования динамики качества продукции не позволяют объективно оценивать изменение интегрального качества продукции на всех стадиях ее жизненного цикла и учитывать влияние на это изменение таких факторов как сложность продукции, потенциал организации, сопротивление изменениям и требования потребителей и других заинтересованных сторон.

Проведен анализ современных подходов к оценке потенциала машиностроительного предприятия и сложности выпускаемой им продукции. Отмечено, что оценка потенциала, влияющего на изменение качества продукции на предприятии, может быть проведена с помощью определения возможностей в рамках оценки/самооценки деятельности организации на соответствие критериям премий в области качества или с помощью метода 5М.

Выявлен инерционный характер сложности продукции при изменении ее качества, заключающийся в немгновенности выполнения требований потребителей, в сохранении в течение определенного промежутка времени направленности изменений, в стремлении к определенному установившемуся состоянию (стабильному уровню качества), к удержанию данного состояния.

Проанализированы существующие методы оценки сопротивления изменениям в организации и методы его преодоления.

Анализ отечественного и зарубежного опыта планирования целей в области качества продукции, определения потенциала машиностроительного предприятия и сложности выпускаемой им продукции, изучения требований и ожиданий потребителей и других заинтересованных сторон позволил сформулировать цель и основные задачи диссертационного исследования.

Во второй главе на основе анализа литературных источников, опыта ведущих отечественных и зарубежных предприятий, а также опроса сотрудников ряда машиностроительных компаний с помощью причинно-следственной диаграммы Исикавы на основе метода 5М выявлены факторы, влияющие на динамику качества машиностроительной продукции (рис. 2).

Разработана математическая модель, учитывающая факторы, влияющие на изменение показателей качества машиностроительной продукции и описывающая динамику этих показателей:

mx = F(x,x,xTp,k,p,t), (1)

где х, х и х - соответственно ускорение, скорость изменения и интегральный показатель качества (ИПК) продукции; т - сложность продукции; р - потенциал организации; к - коэффициент сопротивления изменениям качества продукции; хтр - значение требуемого потребителем показателя качества продукции; F(х ,х,х^,к,р,1) - обобщенная сила, характеризующая сопротивление изменению показателей качества продукции на предприятии и воздействие требований потребителей и других заинтересованных сторон, вынуждающее изменять качество.

Обобщенную силу предложено рассчитывать по формуле:

x,xip,k,p,t) = F(x, х, к, р, t) + F(xv, t), (2)

где F(x,x,k,p,t)~ внутренняя сила, характеризующая сопротивление изменениям показателей качества на предприятии; F(xiv,t)~ внешняя сила,

характеризующая воздействие требований потребителей и других заинтересованных сторон, вынуждающее изменять качество продукции.

Представлены дифференциальный и разностный варианты разработанной математической модели, ее безразмерный вид.

Персонал

Методы, технологии

Профессиональная структура кадров

Определение, развитие и поддержка знаний и компетентности персонала

Вовлечение персонала в деятельность по изменению качества и наделение его полномочиями

Социально-бытовое обслуживание работников

Морально-психологический климат в коллективе

Состояние производственных помещений

Квалификация персонала

Материальная ответственность за изготовление некачественной продукции

Стимулирование персонала за выпуск продукции высокого качества

Общение персонала в организации

Текучесть кадров

Планирование, обеспечение и

Состояние внутриколлективных и межличностных отношений

. [К^^творемокг^иобс^^вания]—

\ Уровень унификации изделия I I Качество проекта { [Качество маркетинга

Производственный опыт

Г Качество сырья и I материалов, покупных( комплектующих изделий

Использование современных материалов, I сырья, покупных I комплектующих изделий

Технологическое"! -----

I оснащение

ГОборудс

Качество

1_средств_труда^ |Т1нст2умент^]

I Средства ) I измерений |

^Техническое перевооружение [ Iи реконструкция производства)"

овень механизации и ^томатюшдро^юводсгва |

Соблюдение технологической,

производственной и исполнительской дисциплины

Внедрение прогрессивной

организации труда ..... 7

Рациональная организация рабочих мест и их обслуживания

| Организация труда |

Состояние безопасности труда

Оптимизация производственных процессов |

■{Сове£шенствоватсеконструкции изделия}

недрение прогрессивных технологии 1

Использование современных методов управления качеством продукции

Автоматизация сбора и хранения информации о качестве

V"

Регистрация данных о качестве, их идентификация и хранение

Информация о качестве продукции

\

4 Наличие СМК

Рационализация документооборота

Финансирование работ по управлению качеством продукции

оперативной информацией о

качестве руководителей и специалистов, ее использование

Взаимодействие подразделений

Обратная связь от потребителей

Удовлетворенность потребителей

^ Организационная структура 1

Участие руководства в изменении качества продукции_

IX

Совершенствование системы управления предприятием

Учет, анализ и регулирование затрат на управление качеством продукции

Наличие стратегии изменения качества

Показатель качества продукции

Материалы

Средства, механизмы

Контроль, управление

Рис. 2. Причинно-следственная диаграмма факторов, влияющих на динамику качества машиностроительной продукции

Проведенный анализ результатов моделирования динамики качества продукции позволил установить существование множества решений задачи достижения заданных целей в области качества.

Предложено два способа идентификации параметров разработанной математической модели динамики качества продукции машиностроения: статистический - при наличии необходимого количества статистической информации о параметрах математической модели и экспертный - при ее отсутствии.

Проведена апробация разработанной математической модели динамики качества машиностроительной продукции на основании данных об изменении объема выпуска продукции высшей категории качества, произведенной промышленными предприятиями г. Армавира в 1971-1983 гг., что подтвердило адекватность предложенной модели.

В третьей главе установлены задачи, решение которых будет способствовать достижению целей в области качества, только при совместном анализе временных характеристик изменения ИПК и календарного плана выпуска продукции; предложены инструменты для оценки параметров разработанной математической модели динамики качества продукции; создан метод планирования целей машиностроительного предприятии в области качества.

Сформирована система критериев, связывающих уровень качества продукции и временные параметры при выбранных способах реализации подходов к планированию целей в области качества.

Предложены выходные характеристики моделей динамики качества продукции: время выхода на заданный уровень показателя качества и доля продукции несоответствующей новому целевому значению показателей качества продукции, произведенной за планируемый период.

Определение коэффициентов математических моделей динамики качества продукции выполнено в безразмерном виде на основе экспертных методов квалиметрии.

Расчет коэффициента т (сложности продукции) для этапа проектирования и производства предложено производить с помощью показателя конструктивно-технологической сложности изделия.

Коэффициент р (потенциал предприятия) необходимо рассчитывать на основе определения возможностей в рамках оценки/самооценки деятельности организации на соответствие критериям премий в области качества:

где рв - коэффициент фактических возможностей предприятия.

Коэффициенты тир также могут быть рассчитаны с помощью причинно-следственной диаграммы Исикавы путем отнесения тех или иных факторов соответственно к сложности продукции (факторы, выделенные пунктирной линией на рис. 2) или к потенциалу предприятия (факторы, выделенные сплошной линией на рис. 2).

Определено, что коэффициент сопротивления изменению качества в

общем случае зависит как от сложности продукции, так и от потенциала предприятия:

к=а,т + а2р (4)

где а] и а2 - коэффициенты, определяемые экспертными методами.

При оценке сопротивления, возникающего на предприятии в процессе изменения качества выпускаемой им продукции, учитывался известный в теории и практике управления персоналом многоэкстремальный характер зависимости сопротивления изменениям от временного фактора.

Для двух основных подходов к планированию целей в области качества (рис. 1) введены зависимости, позволяющие оценить силы, вынуждающие предприятие изменять качество своей продукции.

В том случае если предприятие применяет подход Ктгеп, в качестве вынуждающей силы Г„ предлагается использовать величину, характеризующую степень соответствия уровня качества продукции, достигнутого предприятием, уровню качества, который требует потребитель:

Рт=уЩх-хТГ), (5)

где у - коэффициент, характеризующий степень стремления предприятия достичь требуемого потребителем показателя качества продукции, определятся методами экспертного оценивания; Щх-х^) - функция Хевисайда, используемая для определения соответствия фактически достигнутого предприятием показателя качества продукции требуемому значению, значения которой определяются по формуле:

[0; *<■*„;

40,5;* = *,; (6)

[1; *>*„■

В случае применения на предприятии подхода Като предложено использовать линейный, степенной и экспоненциальный варианты вынуждающей силы изменения качества (или их комбинацию), представляющие собой зависимость изменения требований потребителей к качеству продукции от времени.

На основе совместного анализа временных характеристик изменения ИПК и календарного плана выпуска продукции сформулированы следующие задачи, решение которых будет способствовать достижению целей в области качества:

- достижение требуемого и/или максимального значения ИПК выпускаемой или новой продукции за заданный промежуток времени;

- обеспечение выпуска продукции со стабильными значениями ИПК продукции за определенный промежуток времени;

- реализация необходимых мероприятий до наступления времени первого появления несоответствующей продукции;

- сокращение времени выхода на выпуск продукции с требуемым

ИПК.

В основе предложенного метода планирования целей машиностроительного предприятия в области качества (рис.3) лежат разработанные математические модели динамики качества продукции._

11 • Сбор исходных данных

- ■■

*> • Идентификация параметров математических моделей • Построение магматических моделей дннампюг качества продукции, отражающих обеспечиваемый предприятием уровень качества

3 • Анализ требований к качеству со стороны потребшелен и других заинтересованных сторон • Стратегический анашгз внутренней и внешней среды предприятия • Анаши изменения качества продукции в период ее использования потребителями J

4 • Построение прогнозных моделей динамики качества прод\-кцнн |

5 * Оценка по системе критериев, связывающих уровень качества продукции и временные параметры при выбранных способах реализации подходов к планированию целей в области качества

б ч • Разработка плана мероприятий по изменению потенциала предпрняшяи сопротивления изменениям для достижения перспективного уровня качест ва продукт м

7 ■ Установление целен машиностроительного предприятия в области качества

Рис. 3. Метод планирования целей машиностроительного предприятия в

области качества

Суть метода планирования целей машиностроительного предприятия в области качества заключается в:

- моделировании текущего уровня качества продукции в зависимости от ее сложности, потенциала организации, сопротивления изменениям и требований потребителей и других заинтересованных сторон с помощью разработанной математической модели (1);

- моделировании прогнозируемого (перспективного) уровня качества на основе предложенной математической модели (1);

- оценке по критериям, связывающим перспективный уровень качества продукции и временные параметры при выбранных способах реализации подходов к планированию целей в области качества;

- разработке плана мероприятий по изменению потенциала предприятия и сопротивления изменениям для достижения перспективного уровня качества продукции;

- установлении целей предприятия в области качества.

В четвертой главе приведены результаты апробации разработанных моделей и метода планирования в ЗАО «Курская подшипниковая компания» и (JAU «Геомаш».

На основании результатов оценки сложности машиностроительной продукции, сопротивления изменениям, потенциала предприятия и вынуждающих сил из моделей-претендентов выбраны математические модели (7) и (8), отражающие наиболее перспективные направления повышения качества подшипников 7510 на ЗАО «Курская подшипниковая компания» (рис 4 а) и шарошечных долот III 120,6 Т-ЦА на ОАО «Геомаш» (рис. S.a.):

т-х + е"-cos{b-t)-{k-t2 + с-/!+</)•* + P-X=F(7) где от=0,321 - сложность подшипников 7510, выпускаемых ЗАО «Курская подшипниковая компания», оцененная с помощью показателя конструктивно-технологической сложности изделий; а=-0,102; ¿=0,0043; с=0,048- d=0 061 - коэффициенты, определенные экспертными методами; ¿=0,989 -'коэффициент сопротивления изменению качества, определенный по формуле (4V р-0,356 - потенциал ЗАО «Курская подшипниковая компания», рассчитанный с помощью причинно-следственной диаграммы (рис.2)- =0 5 - сила вынуждающая предприятие изменять качество выпускаемой продукции определенная по формуле (5).

т-(x(t) -2x{t -1) + x(t -2)) +(а-/2 + Ь- x(tf +к-1 + с)х

x(x(t)-x(t-l)).Sm(d-t) + p.x(t)=Fm (8)

ГДе/Гл=^'бб13 ~ сложность шарошечных долот III™ 120,6 Т-ЦА, производимых на ОАО «Геомаш», рассчитанная с помощью причинно-следственной диаграммы (рис.2); «=0,012; ¿>=-0,003; с=239,08; ¿=0,006 - коэффициенты, определенные экспертными методами; ¿=0,826 - коэффициент сопротивления изменению качества, определенный на основе анализа поля сил- р=0 411+ +0,0096-? - динамика потенциала ОАО «Геомаш», оцененная с помощью критериев премии губернатора Курской области по качеству; Fw=0 79+0 0025-i-сила, вынуждающая предприятие изменять качество продукции, определенная при анализе динамики требований потребителей.

На основе математических моделей (7) и (8) выявлены временные зависимости силы сопротивления изменению качества подшипников 7510 выпускаемых ЗАО «Курская подшипниковая компания» (рис.4.б) и шарошечных долот Ш 120,6 Т-ЦА, производимых ОАО «Геомаш» (рис. 5.6).

Результаты опроса руководителей подразделений, непосредственно связанных с процессом изменения качества данной продукции на ЗАО «Курская подшипниковая компания» и ОАО «Геомаш», подтвердили характер временной зависимости сил сопротивления изменению качества, выявленной на основе математических моделей (7) и (8).

На основе математических моделей (7) и (8) получены прогнозы изменения интегрального показателя качества шарошечных долот III 120 6 Т-ЦА, выпускаемых ОАО «Геомаш», а также интегрального показателя качества подшипников 7510, производимых ЗАО «Курская подшипниковая компания», и изменения сил сопротивления изменению качества на 2013-2014 гг.

Интегральный Сопротивление

Время, 1, кварталы " Время г, кварталы

а) б)

Рис.4. Математическая модель динамики качества продукции (7): а) динамика качества подшипников 7510, производимых ЗАО «Курская подшипниковая компания»; б) динамика сопротивления изменениям качества

подшипников 7510

Интегральный Свчрохмивяе

а) б)

Рис.5. Математическая модель динамики качества продукции (8): а) динамика качества шарошечных долот III 120,6 Т-ЦА, производимых ОАО «Геомаш»; б) динамика сопротивления изменениям качества шарошечных долот 1П 120,6 Т-ЦА

Использование разработанных моделей и метода при изменении каче-

ства продукции в ЗАО «Курская подшипниковая компания» позволило повысить интегральный показатель качества подшипников от 0,83 до 0,91; разработать стратегию повышения качества продукции до 2020 года; сформировать систему определения целей предприятия в области качества и на ее основе установить цели в области качества на 2014 год; разработать рекомендации по повышению квалификации персонала, внедрению новых технологий, обоснованию выбора поставщиков сырья и материалов, организации внутреннего контроля качества продукции.

Внедрение полученных результатов исследования на ОАО «Геомаш» позволило разработать методические рекомендации по планированию целей в области качества и на их основе установить цели в области качества на 2014 год; повысить интегральный показатель качества шарошечных долот Ш 120,6 Т-ЦА от 0,79 до 0,88; сформировать план мероприятий по улучшению качества шарошечных долот III 120,6 Т-ЦА.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по

работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В работе решена актуальная задача обоснования плановых значений целевых показателей предприятия в области качества на основе моделирования динамики качества машиностроительной продукции, имеющая существенное значение для развитая теоретических основ менеджмента качества.

1. Для установления взаимосвязанных и согласованных целей машиностроительного предприятия в области качества необходимо учитывать определяющие факторы: кадровый, организационный, технический и технологический потенциалы предприятия, сопротивление изменениям, фактор запаздывания и требования потребителей и других заинтересованных сторон. Достижение заданных значений целевых показателей возможно при различных сочетаниях этих факторов и их значений.

2. Установленный в работе по аналогии с механическими системами характер влияния на показатели качества машиностроительной продукции таких характеристик, как сложность изделия (инерционность), сопротивление изменениям (вязкость), потенциал организации (податливость), требования потребителей и других заинтересованных сторон (внешняя сила) позволил предложить для описания их изменения во времени обыкновенные дифференциальные уравнения второго порядка.

3. Анализ результатов моделирования позволил установить существование множества решений задачи достижения заданных целей в области качества, зависящих от времени выхода на заданный уровень ИПК и доли продукции несоответствующей новому целевому значению этого показателя, произведенной за планируемый период.

4. В работе установлено, что совместный анализ полученных временных характеристик изменения ИПК и календарного плана выпуска продукции позволяет решать следующие задачи:

- достижение требуемого и/или максимального значения ИПК выпускаемой или новой продукции за заданный промежуток времени;

- обеспечение выпуска продукции со стабильными значениями ИПК продукции за определенный промежуток времени;

- реализация необходимых мероприятий до наступления времени первого появления несоответствующей продукции;

- сокращение времени выхода на выпуск продукции с требуемым

ИПК.

5. Создан метод планирования целей машиностроительного предприятия в области качества, основанный на использовании системы математических моделей-претендентов динамики ИПК продукции. Метод поддерживает реализацию различных подходов к достижению заданных целей в области качества и учитывает изменения требований и ожиданий потребителей.

6. Практическая реализация разработанных моделей и метода на ЗАО «Курская подшипниковая компания» позволила повысить интегральный показатель качества подшипников от 0,83 до 0,91; разработать стратегию повышения качества продукции до 2020 года; сформировать систему определения целей предприятия в области качества и на ее основе установить цели в области качества на 2014 год; разработать рекомендации по повышению квалификации персонала, внедрению новых технологий, обоснованию выбора поставщиков сырья и материалов, организации внутреннего контроля качества. Произведена апробация результатов исследования на ОАО «Геомаш», что позволило разработать методические рекомендации по планированию целей в области качества и на их основе установить цели в области качества на 2014 год; повысить интегральный показатель качества шарошечных долот Ш 120,6 Т-ЦА от 0,79 до 0,88; сформировать план мероприятий по улучшению качества шарошечных долот III 120,6 Т-ЦА.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные работы в рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Пузанов, В.Е. Факторы, влияющие на динамику качества машиностроительной продукции [Текст] / В.Е. Пузанов, Л.М. Червяков // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2013. - №3. - С. 138-141.

2. Пузанов, В.Е. Исследование свойств математических моделей динамики качества машиностроительной продукции [Текст] / В.Е. Пузанов, А.Г. Ивахненко // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2012. -№ 2. - 4.1. - С. 128-131.

3. Ивахненко, А.Г. Основные положения динамики качества продукции [Текст] / А.Г. Ивахненко, В.Е. Пузанов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2012. — № 2-5. - С. 119-125.

4. Ивахненко, А.Г. Построение детерминированных моделей динамики качества продукции [Текст] / А.Г. Ивахненко, В.Е. Пузанов // Вестник

Донского государственного технического университета -2012 -№2 (63).-С. 17-25. ' "

Научные работы в других изданиях

5. Пузанов, В.Е. Планирование целей в области качества на основе нового подхода к исследованию динамики качества машиностроительной продукции [Текст] / В.Е. Пузанов И Машиностроение - основа технологического развития России (ТМ-2013): сб. науч. ст. V Междунар. науч.-техн конф -Курск, 2013.-С. 88-91.

6. Пузанов, В.Е. Методы оценки сложности машиностроительной продукции [Текст] / В.Е. Пузанов // Современные материалы, техника и технология: материалы 2-й Международной научно-практической конференции - Курск, 2012. - С. 224-227.

7. Пузанов, В.Е. Сложность машиностроительной продукции. Влияние сложности на изменение качества продукции [Текст] / В.Е. Пузанов // Современные материалы, техника и технология: материалы 2-й Международной научно-практической конференции. - Курск, 2012. - С. 221-224.

8. Пузанов, В.Е. Подходы к моделированию динамики качества машиностроительной продукции [Текст] / В.Е.Пузанов // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: сб. научных статей III Международной научно-практической конференции. - Курск, 2012. - С. 122-125.

9. Пузанов, В.Е. Новый подход к исследованию динамики качества изделий [Текст] / В.Е.Пузанов // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: материалы П Международной научно-практической конференции. - Курск, 2011. - С. 308-312.

10. Пузанов, В.Е. К вопросу о применении физических законов для исследования динамики качества изделий [Текст] / В.Е. Пузанов // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: материалы II Международной научно-практической конференции. - Курск, 2011. - С. 306-308.

11. Пузанов, В.Е. Исследование динамики качества продукции - ключ к повышению ее конкурентоспособности [Текст] / В.Е. Пузанов, А.Г. Ивах-ненко // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы УШ Международной научно-технической конференции. - Курск, 2011. - 4.2. - С. 315-317.

Подписано в печать££./Р.2013 г. Формат 60x84 1/16 Печатных листов 1,0 Тираж 120 экз. Заказ &Г Юго-Западный государственный университет 305040, г. Курск, ул.50 лет Октября, д. 94

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Юго-Западный государственный университет»

ПЛАНИРОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В ОБЛАСТИ КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

04201363625

Пузанов Вадим Евгеньевич

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Червяков Л.М.

КУРСК 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................... 4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................................ 8

1.1 Анализ проблемы планирования целей в области качества на предприятии.............................................................................. 9

1.2 Анализ существующих подходов и направлений к исследованию динамики качества продукции........................................................ 19

1.3 Сложность машиностроительного изделия и основные методы ее оценки..................................................................................... 35

1.4 Оценка потенциала машиностроительного предприятия и его влияние на качество продукции...................................................... 44

1.5 Сопротивление изменениям в организации и меры его преодоления... 48

1.6 Выводы по первой главе. Постановка цели и задач исследования...... 53

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ

КАЧЕСТВА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ......................... 55

2.1 Выявление факторов, оказывающих влияние на показатели качества продукции машиностроения........................................................... 55

2.2 Разработка математической модели динамики качества продукции машиностроения......................................................................... 59

2.3 Идентификация параметров математической модели динамики качества продукции машиностроения................................................ 63

2.4 Моделирование динамики качества продукции. Проверка адекватности разработанной модели динамики показателей качества машиностроительной продукции.................................................... 76

2.5 Модели-претенденты динамики качества машиностроительной продукции................................................................................ 86

2.6 Выводы по второй главе......................................................... 89

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПЛАНИРОВАНИЯ ЦЕЛЕЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ В ОБЛАСТИ КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ........................................................................... 90

3.1 Формирование системы критериев, связывающих уровень качества продукции и временные параметры при выбранных способах реализации подходов к планированию целей в области качества............................. 90

3.2 Оценка параметров разработанной математической модели динамики качества продукции..................................................................... 100

3.3 Разработка метода планирования целей машиностроительного предприятия в области качества...................................................... 105

3.4 Выводы по третьей главе....................................................... 108

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ

КАЧЕСТВА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.......................... \ 09

4.1 Апробация разработанных метода и моделей динамики качества в ЗАО «Курская подшипниковая компания»......................................... 109

4.2 Апробация полученных результатов исследований на ОАО «Геомаш»................................................................................. 117

4.3 Выводы по четвертой главе........................................................................................................126

Основные результаты и выводы по работе............................................................................127

Библиографический список................................................................................................................129

Приложение 1 (справочное) Акт о внедрении результатов

диссертационной работы Пузанова В.Е. в ЗАО «Курская подшипниковая

компания»................................................................................. 144

Приложение 2 (справочное) Акт о внедрении результатов

диссертационной работы Пузанова В.Е. на ОАО «Геомаш..................... 146

Приложение 3 (справочное) Акт об использовании результатов диссертационной работы Пузанова В.Е. в учебном процессе.................. 148

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационного исследования.

Одной из важнейших функций управления СМК организации выступает планирование качества, направленное на установление целей организации в области качества, выбор наилучших способов их достижения, рациональное использование трудовых, финансовых, материальных, информационных и других ресурсов, выявление требуемых рынком видов, объемов и сроков выпуска продукции [11].

На многих зарубежных и отечественных предприятиях установление целей корпоративного уровня (в том числе и целей в области качества) осуществляется на основе методологии системы сбалансированных показателей (ССП). Однако, организации с низким уровнем развития технологий управления, а также на начальных этапах внедрения системы менеджмента качества зачастую обходятся экспертным мнением высшего руководства. При этом субъективизм и некомпетентность лиц, принимающих решения в области планирования качества, могут привести к неоправданным рискам.

При планировании целей в области качества на предприятии необходимо учитывать механизмы изменения показателей качества продукции при взаимодействии нестационарных технических и социально-экономических систем, поддерживающих ее жизненный цикл, которые до настоящего времени остаются не до конца выявленными.

Стоит отметить, что в настоящее время отсутствуют количественные подходы к планированию целей в области качества, учитывающие динамику качества продукции.

Развитие рыночных механизмов регулирования ставит задачи формирования нового этапа в развитии планирования качества. Требуется дальнейшее развитие средств и методов планирования качества, которое, в первую очередь, должно основываться на результатах исследования динамики

и статики организации при изменении качества продукции, выявлении закономерностей ее поведения при различных воздействиях со стороны внешней и внутренней среды, при переходе к стабильному, устойчивому состоянию своего существования.

Обоснованность планирования целей в области качества для машиностроительных предприятий с серийным и массовым типом производства можно существенно повысить за счет применения методов и средств прогнозирования показателей качества продукции, позволяющих учесть влияние на изменение показателей качества таких факторов как сложность продукции, сопротивление изменению, потенциал организации, требования потребителей и других заинтересованных сторон.

В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на установление целей в области качества на основании прогнозирования изменения показателей качества машиностроительной продукции с течением времени.

Цель работы заключается в обосновании планирования целей предприятия в области качества на основе моделирования изменения показателей качества машиностроительной продукции.

Объект исследования. Процесс планирования целей машиностроительного предприятия в области качества.

Предмет исследования. Взаимосвязи между показателями качества машиностроительной продукции, ее сложностью, ресурсами предприятия и требованиями потребителей и других заинтересованных сторон.

Задачи исследования:

1. Провести анализ проблемы планирования целей машиностроительного предприятия в области качества.

2. Выявить факторы, оказывающие влияние на изменение показателей качества продукции машиностроения, с учетом которых разработать математическую модель, позволяющую установить временные зависимости изменения показателей качества продукции от изменения ее сложности,

факторов сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон.

3. Установить задачи, решение которых будет способствовать достижению целей в области качества только на основе совместного анализа временных характеристик изменения интегрального показателя качества и календарного плана выпуска продукции.

4. Разработать метод планирования целей машиностроительного предприятия в области качества на основе предложенной модели динамики качества продукции.

5. Провести апробацию результатов исследования.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в:

1. Выявленных факторах, оказывающих влияние на динамику показателей качества продукции машиностроения, и разработанной с их учетом математической модели, позволяющей раскрыть временные зависимости изменения показателей качества продукции от изменения ее сложности, сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон.

2. Установленных задачах, решение которых позволяет согласовать достижение целей в области качества с производственным планом выпуска продукции.

3. Методе планирования целей машиностроительного предприятия в области качества на основе предложенной модели динамики качества продукции.

Практическую значимость диссертационной работы составляют

выявленные временные зависимости изменения показателей качества продукции от изменения ее сложности, факторов сопротивления, потенциала организации, требований потребителей и других заинтересованных сторон.

Основные теоретические и практические результаты работы внедрены в практическую деятельность ЗАО «Курская подшипниковая компания» и ОАО «Геомаш» (г. Щигры) и используются в учебном процессе Юго-Западного

государственного университета при изучении дисциплин «Средства и методы управления качеством» и «Всеобщее управление качеством» студентами направлений подготовки 221400.62 - «Управление качеством».

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Вопросам управления и, в частности, планирования качества посвящено значительное количество работ отечественных и зарубежных ученых. Среди них работы отечественных исследователей Адлера Ю.П. [2], Азгальдова Г.Г. [35], Аристова О.В. [9], Басовского Л.Е. [15,16], Бадеевой Е.А. [11], Беленького П.Е. [20], Блинова Д.В. [22,23], Бойцова Б.В. [26,27], Бойцова В.В. [111], Гличева A.B. [34,35], Елиферова В.Г. [52], Качалова В.А. [70], Максимова Ю.Н. [99], Новицкого Н.И. [112], Огвоздина В.Ю. [114], Пичурина И.И. [22], Протасьева В.Б. [16], Ребрина Ю.И. [139], Рогова А.И [141], Савеловой Е.Ф. [143], Степанова A.B. [156,157], Туманова K.M. [163] и др. [10,24,39,46,49,54,57,60,64,90,95,98,104,105,107,109,138,145,176-178,183]. Различные аспекты проблемы планирования качества затрагивались в работах ряда зарубежных специалистов, таких как У.Э. Деминг [187,188], Дж. Джуран [194], М. Имаи [190,191], К. Исикава [192], Ф. Кросби [82], Г. Тагути [205], Дж. Харрингтон [173], У. Шухарт [165].

Следует отметить, что некоторые вопросы, связанные с планированием качества рассматриваются также в стандартах ИСО серии 9000. Кроме того, для удовлетворения потребностей организации в руководящих указаниях по составлению планов качества в рамках разработанной СМК или в качестве независимого вида деятельности в области менеджмента разработан ГОСТ Р ИСО 10005-2007 «Менеджмент организации. Руководящие указания по планированию качества» [102].

Несмотря на достаточно большое количество работ, посвященных проблеме планирования качества и, в частности, проблеме планирования целей в области качества, исследования в данном направлении особенно актуальны и в настоящее время.

1.1 Анализ проблемы планирования целей в области качества на предприятии

Согласно ГОСТ ISO 9001-2011 [149] «... высшее руководство организации должно обеспечивать, чтобы цели в области качества были установлены в соответствующих подразделениях и на соответствующих уровнях организации».

ГОСТ ISO 9000-2011 [148] содержит термины, относящиеся к планированию целей в области качества и используемые в данной работе:

- «планирование качества - часть менеджмента качества, направленная на установление целей в области качества и определяющая необходимые операционные процессы жизненного цикла продукции и соответствующие ресурсы для достижения целей в области качества»;

- «план качества - документ, определяющий, какие процедуры и соответствующие ресурсы кем и когда должны применяться к конкретному проекту, продукции, процессу или контракту»;

- «цели в области качества - цели, которых добиваются или к которым стремятся в области качества».

ГОСТ Р ИСО 9004-2010 [101] требует, чтобы организация устанавливала и поддерживала процессы и практики, которые:

- переводят стратегию и политики в измеримые цели для всех важных уровней организации, где это применимо;

- устанавливают сроки для каждой цели, а также ответственность и полномочия для достижения цели и т.д.

Мероприятия, необходимые для достижения целей в области качества должны быть отражены в плане качества. ГОСТ Р ИСО 10005-2007 [102] содержит рекомендации по разработке, анализу, приемке, применению и пересмотру планов по качеству.

В плане качества должны быть установлены цели в области качества для конкретной ситуации и способы их достижения. Цели в области качества для конкретной ситуации могут быть установлены, например, относительно:

- характеристик качества в конкретной ситуации;

- важных вопросов, связанных с удовлетворенностью потребителя или других заинтересованных сторон;

- возможностей улучшения методов работы [11,102].

Любая сформулированная высшим руководством цель в области качества затем должна быть развернута в соответствующую иерархию целей и задач по их реализации, что собственно означает установление стратегических направлений деятельности соответствующих уровней управления и подразделений предприятия [40].

Формирование целей осуществляется с установлением их приоритетности друг относительно друга, при этом характерным является то, что одни цели являются определяющими, а другие выступают в качестве условия их достижения. Формой гармонизации целей по вертикали и горизонтали структуры организации выступает приоритет целей высшего уровня над целями низшего уровня [177].

Неформальные, индивидуальные цели должны учитываться при формировании официальной политики в области качества организации. Цель либо открыто провозглашается, либо неявно подразумевается и проявляется через стандарт поведения, эталон взаимодействия, лучшую практику деятельности, культуру организации [37].

Последовательность действий по установлению целей организации в области качества показана на рис. 1.1.1 [177].

К методам планирования целей в области качества относят [9,11,49,54,103,139,142]:

- расчетно-аналитический, основанный на расчленении выполняемых работ и группировке используемых ресурсов по элементам и взаимосвязям,

анализе условий наиболее эффективного их взаимодействия и разработке на этой основе проектов планов;

-экспериментальный - проектирование норм, нормативов и моделей подсистем управления предприятием на основе проведения и изучения замеров и опытов, а также учета опыта менеджеров, плановиков и других специалистов;

- отчетно-статистический - разработка проектов планов на основе отчетов, статистики и иной фактической информации, характеризующей реальное состояние и изменение характеристик подсистем управления.

> <

Идентифицировать заинтересованное лицо организации

Определить запросы и ожидания заинтересованного лица

Установить и описать объект менеджмента качества

СГ Декомпозиция объекта на составляющие

Определение целей по удовлетворению запросов и ожиданий

*

Разработка программ, планов и мероприятий достижения целей

Выполнение программ, планов, мероприятий, сбор данных о качестве, обработка

1 Оценка степени удовлетворенности заинтересованного лица

Рис. 1.1.1 - Последовательность действий по установлению целей в области

качества [177]

При установлении целей в области качества в работах [176,178]

рекомендовано использовать методику SMART, согласно которой цели

должны быть:

- Specified - документированные;

11

- Measurable - измеримые, определены правила измерения степени достижения;

- Achievable - достижимые, т.е. имеется план достижения;

- Result-oriented - установлено, что считать фактом достижения результата;

- Time-bounded - определены во времени.

Методика SMART помогает правильно определять критерии постановки целей, учит навыкам по разбиванию целей на задачи и мероприятия, а также занесению их в календарный план; навыкам контроля достижения этих целей; навыкам делегирования; навыкам определения и использования зон ответственности; методам расстановки и соблюдения приоритетов и т.д. [176,178].

При целеполагании методика SMART помогает отбросить «слабые» цели, т.е. те, которые невозможно преобразовать в конкретный результат, незначимые и «недостижимые» цели (имеющие высокий уровень риска, требующие больших ресурсных