автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка и исследование системы управления качеством соевых продуктов

На правах рукописи

ТЕР-ТЕРЬЯН НАДЕЖДА ГРИГОРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СОЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Владикавказ 2008 г.

003452946

Работа выполнена в Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) на кафедре «Технология продуктов общественного питания»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Хадзарагова Елена Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Васильев Игорь Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Гутиев Эльбрус Казбекович

Ведущее предприятие: «ГОУ ВПО Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Защита диссертации состоится « 5 » декабря 2008 г. в 1300 на заседании диссертационного совета Д212.246.01 в Северо-Кавказском Ордена Дружбы Народов горно-металлургическом институте (государственном технологическом университете) по адресу 362021, Россия, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ). Факс: (8672) 40-72-03, E-mail: skgtu@skgtu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СКГМИ (ГТУ).

Автореферат разослан « 3 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.246.01, к.т.н., доцент

А.Ю. Аликов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство соевых продуктов занимает устойчивое место на рынке продуктов питания. Соя имеет ряд недостатков, отрицательное влияние которых на человеческий организм удается снизить только при помощи современных технологий переработки и методов контроля, которые сами недостаточно изучены и эффективны.

На современном этапе развития российской экономики процессы управления качеством приобретают особое значение для всех субъектов хозяйственной деятельности. В настоящее время в пищевой промышленности работают сотни предприятий со средним и малым объемом производства, индивидуальные производители, активно развивается сотрудничество с зарубежными партнерами, что требует более четкой работы хозяйственного механизма как целостной системы. Суть этой системы - достижение востребованного рынком качества продукции при минимальных затратах, определяющих цену товара. Вместе с тем в пищевой промышленности предъявляются высокие требования к безопасности пищевой продукции для жизни и здоровья человека. Международный опыт по управлению безопасностью сконцентрирован в стандарте ИСО 22000:2005 «Системы менеджмента безопасности пищевой продукции. Требования для использования любой организацией, работающей в цепочке создания пищевой продукции», который регламентирует все аспекты внедрения системы НАССР (Hazard Analysis and Critical Control Points - Анализ опасностей и критические контрольные точки) на предприятиях пищевой промышленности.

В настоящее время сертификат, подтверждающий соответствие системы управления качеством пищевой продукции международному стандарту ИСО 9001 и эффективность разработанной системы НАССР, действующей на предприятии, служит решающим фактором для заключения контракта на поставку продукции.

Вопросу изучения и разработки системы управления качеством соевых продуктов уделяется недостаточное внимание. Используемые сегодня системы управления отечественными промышленными предприятиями, производящими соевые продукты, не удовлетворяют современным требованиям по оперативному принятию решений, выработке оптимальной или приемлемой ценовой политики предприятия.

Изучение данной проблемы представляет значительный научный интерес, и ее решение позволит интенсифицировать производство, увеличить выход готовой продукции необходимого качества, получить экономию сырья и топлива, что в совокупности обеспечивает значительный экономический эффект от промышленной эксплуатации систем управления промышленным предприятием.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование системы управления качеством продукции промышленного производства соевых продуктов.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Исследование принципов построения современных систем управления качеством. Оценка возможности создания системы управления качеством промышленного производства соевого молока и продуктов его переработки в соответствии со стандартами: ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005;

2. Разработка математической модели технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки;

3. Анализ рисков и определение критических контрольных точек процесса производства соевого молока и продуктов его переработки;

4. Разработка и исследование системы управления качеством соевых продуктов в соответствии с планом НАССР и оценка ее экономической эффективности.

Методы исследования. Решение поставленных задач проведено с использованием системного анализа, математической статистики, исследования промышленных объектов, математического моделирования, математического программирования.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель усовершенствованного процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, позволяющая управлять остаточным содержанием уреазы в семенах сои с помощью технологических параметров (рН активированной воды, продолжительность СВЧ-обработки).

2. Проведен анализ рисков и определены контрольные критические точки в разработанной технологии приготовления соевого молока, основанной на патенте РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.

3. Разработана система НАССР, позволяющая проводить мониторинг и корректирующие действия, для эффективного управления безопасностью в критических контрольных точках производства соевого молока и продуктов его переработки.

4. Разработана система управления качеством соевых продуктов на основе стандартов ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005.

5. Разработана информационно - управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов, позволяющая принимать решения по управлению качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы НАССР.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. На основании проведенного анализа полученных результатов выданы рекомендации по совершенствованию технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки. Разработан новый способ приготовления соевого молока (Патент РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.).

2. Разработана математическая модель процесса производства соевого молока и продуктов его переработки для оперативного управления технологическим процессом.

3. Разработанные система НАССР и информационно - управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов удовлетворяют всем необходимым условиям структурной управляемости и наблюдаемости, обеспечивают повышение качества производимого продукта, увеличение рентабельности производства соевого молока и продуктов его переработки.

4. Предложенные методы управления качеством могут быть использованы при разработке систем управления производствами предприятий пищевой промышленности.

5. Разработанная система управления качеством соевых продуктов внедрена в производство на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» и служит основой для сертификации продукции. Прибыль от внедрения разработанной системы управления составила 49,42 тыс. рублей в месяц. Ожидаемый эффект от внедрения материалов работы в составе промышленной системы составляет 500 тысяч рублей в год.

6. Основные результаты и материалы работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается корректностью математического аппарата, используемого в работе; совпадением результатов вычислительного эксперимента с теоретическими разработками; отсутствием работ с аналогичными решениями; положительными отзывами специалистов на опубликованные в центральной и ведомственной печати работы.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель усовершенствованного процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, обеспечивающая повышение качества готового продукта и эффективность производства.

2. Результаты анализа рисков и определения контрольных критических точек процесса производства соевых продуктов.

3. Разработанный план системы НАССР.

4. Основные структурные решения по реализации управления качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы управления качеством соевых продуктов.

5. Результаты оценки целесообразности внедрения системы управления качеством соевых продуктов методом анализа иерархий.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 5-й Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004 г.);У-й Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования» (Владикавказ, 2004 г.);1-й Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и природопользования» (Ставрополь, 2005 г.); У1-й Международной конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий» (Владикавказ, 2007 г.); Международной научно-практическая конференция «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий», посвященная 90-летию ГГАУ, (г. Владикавказ, 2008 г.); Ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ), Владикавказ 2003-2008 гг.

На разработанный способ получения соевого молока получен Патент РФ на изобретение № 2262239.

Личный вклад автора. Основные научные положения, теоретические

выводы и рекомендации диссертационной работы получены автором самостоятельно.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 печатных работах, из них 1 - патент РФ и 2 статьи в рецензируемом научном журнале.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 145 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 24 таблицы, 6 приложений и список литературы из 132 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы общие цели и задачи исследования.

В первой главе изучено состояние и современные тенденции развития систем контроля качеством.

Сегодняшнее состояние рынка систем управления в России обусловлено в первую очередь историческим развитием российских систем и приходом западных разработчиков и партнеров на отечественный рынок. Недавний кризис в экономике России повысил значение эффективного управления и привлек внимание к интегрированным системам управления предприятием (ИСУП).

С точки зрения базовых принципов можно выделить два направления разработки и развития программных продуктов на российском рынке.

1. ИСУП, формируемая путем подключения новых модулей к системе автоматизации бухгалтерии. К ним относятся как практически все российские системы управления предприятием - корпоративные информационные системы (КИнС), так и некоторые западные.

2. ИСУП, основанные на автоматизации производственных функций. Новые модули интегрировались с производственным ядром естественным путем. Среди них можно назвать R/3, Baan IV, Oracle Applications, МАХ, Renaissance CS, Concorde, SyteLine, Exact и некоторые другие.

При выборе той или иной системы для предприятия необходимо понимать, что приоритетным критерием является качество управления. Любая из систем - всего лишь механизм для повышения эффективности управления, принятия правильных стратегических и тактических решений на основе своевременной и достоверной информации, выдаваемой компьютером.

В 70 - 80-х годах прошлого века ученые и специалисты многих стран пришли к выводу, что качество не может быть гарантировано только путем контроля уже готовой продукции. Оно должно обеспечиваться в результате реализации целого ряда мероприятий, предшествующих получению результата: при изучении требований рынка, на стадии проектных, конструкторских разработок, при выборе поставщиков комплектующих изделий и материалов, на всех стадиях производства и, конечно, при реализации продукции, ее техническом обслуживании у потребителя и утилизации после использования. Такой комплексный подход обеспечивает создание замкнутого процесса обеспечения качества, который начинается с определения потребностей рынка и включает в себя все фазы совершенствования выпускаемой продукции, подготовку производства, изготовление, реализацию и послепродажное обслуживание на основе эффективной системы обратной связи и планирования, учитывающего конъюнктуру рынка, при

минимальных расходах на обеспечение качества.

Общие требования к обеспечению качества для различных предприятий были определены стандартами ИСО серии 9000. Они положили начало сертификации систем качества и установили единый, признанный на международном уровне подход к оценке систем качества и одновременно регламентировали отношения между производителями и потребителями продукции. Общие стандарты и требования к системе управления безопасностью пищевой продукции, которые включают ключевые элементы, позволяющие обеспечить безопасность пищевой продукции во всей цепочке ее создания вплоть до стадии конечного употребления пищевой продукции в пищу, установлены в стандарте ИСО 22000:2005«Системы менеджмента безопасности пищевой продукции. Требования для использования любой организацией, работающей в цепочке создания пищевой продукции».

В результате анализа существующих стандартов и сложившегося положения в пищевой промышленности были определены основные методы обеспечения качества производства соевого молока и продуктов его переработки.

Показана важность совершенствования технологических процессов производства соевого молока. Определены факторы, влияющие на качество производимой продукции.

Во второй главе разработана математическая модель технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки.

Рассмотрена предложенная модифицированная, на основе анализа технологического процесса, технологическая схема производства соевого молока и продуктов его переработки, усовершенствованная с целью снижения содержания антипитательных веществ (уреазы и ингибитора трипсина) в конечных продуктах переработки соевого сырья. Новая технология производства, основана на гидротермическом способе обработки семян сои, сочетающего замачивание в активированной воде при рН = 12-13 и СВЧ-обработку, представленная на рисунке 1.

Для определения влияния вносимых изменений в технологический процесс на систему управления производством соевых продуктов проведен системный анализ и моделирование предложенной технологической схемы.

При модельном представлении сложных систем существует проблема определения компромисса между простотой описания, позволяющей составить целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта. При создании системы управления качеством соевых продуктов страты соответствуют сложившимся трем уровням управления:

- управление технологическими процессами;

- оперативное управление (управление и обработка текущей информации на уровне подразделений);

- стратегическое управление (экономическое управление всем предприятием с позиции производительности, прибыльности, конкурентоспособности).

Страты составляют некоторую иерархию - на каждой страте решаются задачи со своим временным интервалом.

Приемка сырья

т

Сахар-песок

Соль

Хранение

Семена сои *

Просеивание

[Активированная вода|

/Контроль рН=12-13,

Хранение

Кислота уксусная *

Хранение

Промывание в проточной воде

I

К

Контроль продолжительности т = 25-30 мин. и температуры 1=30-35 °СУ

Замачивание

Контроль продолжительности т = 80-90 мин

Слив воды, загрузка в кассеты

Контроль соотношения семена, сои:вода 1:3-1:6 .

СВЧ-обработка

Контроль продолжительности т = 2-3.5 мин. +

Загрузка в установку для приготовления соевого молока

Размол

Варка на пару при 1 =105 "С Н~

онтроль соотношения/ семена сои: вода 2,00-2,36 кг: 14.

Контроль продолжительности т = 3 мин

Контроль продолжительности т = 7 мин.

Заменитель молока

«Соевое молоко»

* _-

Контроль сухих вещестд

Ж

Соевый белковый обогатитель (окара)

Хранение

Доведение до вкуса

Хранение

Заквашивание

I

У ко.

/ 3!

контроль/ количеств^— закваски/

Сквашивание молока

I

Приготовление 9 %-ного раствора уксусной кислоты

Прессование в фильтр-прессе

/Контроль / продолжи- / . ! телыюсти/

Охлаждение под проточной водой в течение 80-90 мин

Соевый сыр (тофу)

Хранение

Рисунок 1 - Схема модифицированного технологического процесса производства соевого молока, окары и тофу

На верхнем уровне решаются задачи стратегического управления, далее оперативного управления и на нижнем уровне - задачи управления технологическим процессом. Информация о состоянии производства с нижних уровней поступает на верхние, при этом экономические и технические показатели агрегируются и усредняются во времени. Решение задач верхнего уровня определяет цели (критерии) и вносит ограничения на параметры задач нижнего уровня.

Задачи, решаемые на разных стратах, отличаются степенью охвата производства. Так, задачи стратегического управления формулируются и решаются для всего производства, при переходе к нижним стратам приходится проводить декомпозицию задач по объектам управления.

Это происходит по ряду причин. Во-первых, из-за роста сложности задач на нижних уровнях подобные задачи уже не могут быть решены для всего производства в целом и, во-вторых, запаздывание, вносимое системами сбора и обработки информации, позволяет решать с необходимой на нижних уровнях периодичностью задачи лишь для отдельных комплексов, поскольку для производства это запаздывание имеет слишком большое значение.

Оперативное управление производством соевых продуктов охватывает задачи управления материальными и энергетическими потоками для согласования нагрузок агрегатов и задачи управления порядком выполнения технологических операций путем переключения агрегатов с получения одного вида продукции на другой. В процессе производства при наличии возмущений, действующих на производственный процесс, наблюдается отклонение показателей производственной деятельности от плана. Оперативное управление в этом случае состоит в корректировке управляющих воздействий.

Производство соевого молока и продуктов его переработки представляет собой сложную технологическую систему, схема которой представлена на рисунке 2, состоящую из комплекса установок, которые работают в последовательных, параллельных или последовательно-параллельных соединениях.

Каждая из установок преобразует материальные потоки согласно следующей зависимости:

/*>=/<*>(*<*>,„«£<*>), к - 1,..., N, (1)

(к)

где у - вектор-столбец количественных параметров (расходов) выходных потоков к-ой установки, у{к) = {у'*'}, у = 1,..., тк ;

х - вектор количественных параметров входных потоков к-ои установ-

КИ, *<*>={*<*> },/ = !,...,пк;

(к)

и - вектор управлении, связанных с изменением режимных параметров,

и{к)

р

Е{к).

вектор возмущении, действующих на установку, - известная вектор - функция, /{к) = };

N - число установок комплекса; п^ и Шк - число входных и выходных потоков; 1к - количество параметров управления; гк - количество возмущающих факторов.

А л™ Л ,1« Л Л»

,.®> I I ,.. т т Д^.. I (() <3) ДА

ц"1;. я

3

|ЕР)

х»"4

2

УГ »1

_а™,

С)

я

—04

хГс-2а:

1

з

(В)

Блоки технологической аппаратуры:

1 - моечные ванны;

2 - электроактиватор для разделения воды;

3 - ванны для замачивания семян сои;

4 - СВЧ - установка;

5 - установка «СК-20» для получения соевого молока;

6 - емкость для доведения до вкуса соевого молока;

7 - емкость для сквашивания соевого молока;

8 - ванна для охлаждения тофу.

Рисунок 2 - Схема материальных потов и технологических параметров производства соевого молока и продуктов его переработки (окары и тофу)

К режимным параметрам отнесем различные показатели энергетических потоков (Е) и показатели технологических режимов - температура (Т), соотношение сырья и воды (г), продолжительность обработки (т).

При построении математических моделей функционирования технологического процесса возникает необходимость учета сложных взаимосвязей компонентов, входящих в состав модели и оказывающих существенное влияние на реализацию альтернатив развития и достижения конечной цели.

Проведя декомпозицию технологического процесса приготовления соевого молока и продуктов его переработки, анализируя связи предложенной схемы материальных потоков и технологических параметров соевого производства, можно сделать вывод о целесообразности снижения содержание уреазы, как основного показателя антипитательных веществ, еще до получения соевого молока уже на стадии замачивания в активированной воде.

Использование активированной воды (католита) дало положительные результаты при инактивации антипитательных веществ семян сои на стадии замачивания. Установлено, что с увеличением рН католита до 13 ед. возрастает тем-

пература активированной воды до 75 °С. Это позволяет использовать активированную воду при замачивании семян сои для снижения содержания в них антипитательных веществ. При этом повышение температуры воды сокращает продолжительность замачивания до 80 - 90 мин. Качество инактивации антипитательных веществ оценивали по активности уреазы по ГОСТ 13979.9-69. Сущность метода заключается в измерении изменения рН фосфатного буферного раствора в результате воздействия уреазы семян сои на содержащуюся в растворе мочевину. Активность уреазы выражается как повышение рН раствора образца семян сои, обработанных мочевиной в стандартных условиях. Увеличение рН менее чем на 0,1 в целом характерно для удовлетворительной тепловой обработки продукта. При такой активности уреазы активность ингибитора трипсина снижается до необходимого уровня (ниже 6 мг/г остаточной активности).

Замачивание семян сои в активированной воде позволяет снизить содержание антипитательных веществ в них. Однако количество уреазы и соответственно ингибиторов трипсина в семенах сои после замачивания в активированной воде не может обеспечивать надежного уровня безопасности получаемой продукции для потребителя. Для снижения содержания уреазы до оптимального уровня нами предложено использовать СВЧ-обработку семян сои после замачивания.

Результаты реализации гидротермического способа обработки семян сои, сочетающего замачивание в активированной воде и СВЧ-обработку, представленные в таблице 1, были использованы для нахождения связи между содержанием уреазы после замачивания семян сои (У1) и содержанием уреазы после СВЧ - обработки (У2).

Таблица 1 - Гидротермический способ обработки семян сои

№ Замачивание в активированной воде СВЧ - обработка Остаточное

п/п РН температура, содержание уреа- часто- мощ- вре- количество

°С зы после замачивания, ед. рН та, МГц ность, кВт мя, мин уреазы, ед. рн

1 7 20 1,93 433 2,5 12 0,06

2 7,3 22 1,84 433 2,5 11,5 0,05

3 7,7 23 1,75 433 2,5 И 0,05

4 7,9 24 1,61 433 2,5 10,5 0,05

5 8,3 26 1,57 433 2,5 10 0,04

6 8,5 28 1,43 433 2,5 9,5 0,04

7 8,8 30 1,39 433 2,5 9 0,04

8 9,1 34 1,3 433 2,5 8,5 0,04

9 9,2 41 1,21 433 2,5 8 0,04

10 9,7 49 1,18 433 2,5 7,5 0,04

11 10 51 1,0 433 2,5 7 0,03

12 10,3 53 0,86 433 2,5 6,5 0,03

13 10,7 57 0,85 433 2,5 6 0,03

14 10,9 60 0,76 433 2,5 5,5 0,03

15 11,1 62 0,59 433 2,5 5 0,03

16 11,5 63 0,58 433 2,5 4,5 0,03

17 11,8 64 0,49 433 2,5 4 0,03

18 12,1 65 0,45 433 2,5 3,5 0,03

19 12,4 68 0,31 433 2,5 3 0,02

20 12,7 70 0,22 433 2,5 2,5 0,02

21 13 75 0,13 433 2,5 2 0,02

В ходе проведенных исследований были получены следующие уравнения: 1. Зависимости содержания уреазы после замачивания семян сои (У1) от рН активированной воды:

У1 = 4,01109 - 0,29897-рН, (2)

где У1 - содержание уреазы в семенах сои после замачивания, ед.рН; рН - водородный показатель активированной воды.

График экспериментальных данных представлен на рисунке 3.

N

7 7 .5 8 8 5 9 9 .5 0 1 5 1 1 5 2 1 2.5

Рн,ед.рН

Рисунок 3 - Зависимость содержания уреазы У1 от величины рН активированной воды при замачивании семян сои

Получен коэффициент корреляции 11=0,998, критерий Стьюдента 1=57,57 (и, =2,093). Уравнение регрессии (2), по Р-критерию Фишера, адекватно процессу замачивания семян сои в активированной воде (Ррасч=166,652; Ртабл=2,18).

2. Зависимость содержания уреазы после СВЧ - обработки (У2) от содержания уреазы после замачивания (У1) и продолжительности СВЧ - обработки (I): У2=0,02212 + 0,04055-У1 - 0,003974, . (3)

где У2 - содержание уреазы в семенах сои после СВЧ-обработки, ед.рН;

I - продолжительность СВЧ-обработки, мин.

График зависимости расчетных значений представлен на рисунке 4.

В ходе расчетов в программе МаШсас! получены следующие корреляционные отношения: согг (У 1,1) = 0.998, согг (У1,У2) = 0.95, согг (1,У2) = 0.944.

Уравнение регрессии (3) адекватно процессу СВЧ-обработки семян сои (РРасч=9,699; Рта6л=2,18).

Анализируя математические модели процессов замачивания в активированной воде и СВЧ - обработки семян сои, можно утверждать, что полученные уравнения регрессии адекватно описывают процесс производства соевого молока и продуктов его переработки, а снижение содержания уреазы в семенах сои определяют такие параметры как рН активированной воды и продолжительность последующей СВЧ-обработки семян сои.

Рисунок 4 - Зависимость содержания уреазы (У2) от содержания уреазы в семенах сои после замачивания (У1) и продолжительности СВЧ - обработки (I)

Для получения математической модели технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки были использованы результаты реализации гидротермического способа обработки семян сои, сочетающего замачивание в активированной воде и СВЧ-обработку. Найдена связь между остаточным содержанием уреазы (У2), рН активированной воды (рН) и продолжительностью СВЧ - обработки (I):

У2=0,1877 - 0,0123-рН - 0,0041 Ч (4)

График полученной зависимости представлен на рисунке 5.

рН

Рисунок 5 - График зависимости остаточного содержания уреазы (У2) от рН активированной воды (рН) и продолжительности СВЧ-обработки (0

В ходе расчетов в программе МаЛсас! получены следующие корреляционные отношения:согг (рЩ) = -0.999, согг (рН,У2) = -0.946, согг (1,У2) = 0.944.

Оценка по Р-критерию Фишера показала, что уравнения регрессии (4) адекватно (Ррасч =8,658; Р1абл=2,213).

Полученная математическая модель может быть использована для управления технологическим процессом. Для улучшения условий его ведения, повышения экономичности и эффективности, применяя метод компенсации, может быть выполнен перерасчет значений управляющих параметров, обеспечивающий стабилизацию выходного показателя процесса на заданном уровне.

Сущность метода заключается в определении приращений значений остальных управляющих параметров в соответствии с их значимостью для процесса. Приращения значения для каждого неизменившегося параметра модели определим по формуле:

АХК=5\ЬКХК\, (5)

а новое значение параметра по формуле:

(6)

к

где величина коэффициента пропорциональности 5 находится по формуле:

т

т

5 = —!-'

и т

1ММ-ХМ.1 1 1

где Х]-параметры, значения которых изменены в ходе процесса до значений X];

XI - все параметры, входящие в модель процесса;

1>1, Ь,, 1>1 - коэффициенты уравнения регрессии.

п т

Таким образом,~ вклад всех параметров модели, а ~

1 1 вклад параметров, значения которых изменились в ходе процесса.

Применение алгоритма компенсации технологических параметров позволяет использовать полученную математическую модель в системе автоматизации для эффективного управления процессом производства соевого молока и продуктов его переработки. Особое значение при этом имеет возможность определения остаточного содержания уреазы в соевых семенах без учета начального, промежуточного (после замачивания) содержания уреазы в семенах сои, что позволяет эффективно управлять безопасностью и качеством получаемого из них соевого молока и продуктов его переработки.

В третьей главе проведен анализ рисков процесса производства соевых продуктов.

Контроль рисков посредством критических контрольных точек (ККТ) для процесса производства соевых продуктов проведен в таблице 2, в которой (^1,(32,(23,04 - вопросы дерева принятия решений, рекомендуемые стандартом ИСО 22000:2005. Обработка результатов позволила выделить в технологическом процессе семь критических контрольных точек.

Таблица 2 - Анализ рисков и определение критических контрольных точек для сырья и процессов производства

№ Наименование операции (сырья) Опасный фактор <}1 <32 С>3 <34 ККТ Заметки группы НАССР

1 Приемка семян сои химический + + + Количество уреазы и ингибиторов трипсина снижает до безопасного уровня дальнейшие этапы технологии производства

2 Промывание семян сои физический + + ККТ 1 Контроль температуры проточной воды и продолжительности обработки для предотвращения загрязнения и микробиологической порчи получаемой продукции

3 Активированная вода физический + + ККТ 2 Контроль величины рН, обеспечивающей высокий уровень инактивации антипитательных веществ в семенах сои. Снижение рН компенсируется увеличением продолжительности СВЧ-обработки

4 Замачивание семян сои физический + + ККТЗ Контроль продолжительности для инактивации антипитательных веществ

5 СВЧ-обработка химический + + ККТ 4 Контроль времени обработки для инактивации антипитательных веществ

6 Хранение соевого молока микробиологический + + ККТ 5 Соблюдение режимов и сроков хранения для предотвращения порчи продукции

7 Хранение окары микробиологический + - + - ККТ 6

8 Хранение тофу микробиологический + - + - ККТ 7

Все определенные критические контрольные точки занесены в разработанный план системы НАССР, представленный в таблице 3, в котором для каждой ККТ установлены критические пределы, т.е. максимальные и/или минимальные значения микробиологического, химического или физического параметра, требующего контроля в этих точках в целях предотвращения, уничтожения присутствующего загрязнения или уменьшения его величины до приемлемого уровня.

Таблица 3 - План системы НАССР для производства соевого молока и продуктов его переработки

ккт № Наименование операции Опасный фактор Контролируемый параметр Критический предел Монито ринг Корректирующие действия

процедура частота ответственный документы процедура ответственный

1 Промывание семян сои физический температура, продолжительность 30-35 °С, 25-30 мин. контроль параметров для каждой партии технологического цикла мойщик журнал учета параметров технологического процесса повторная промывка технолог

2 Активированная вода физический величина рн 12-13 ед. рН экспресс-анализ величины рН для каждой партии технологического цикла работник цеха журнал учета параметров технологического процесса снижение рН компенсируется увеличением продолжительности замачивания до установленной влажности и СВЧ-обработки; наладка, ремонт оборудования техно лог, электрик

3 Замачивание семян сои химический продолжительность 80-90 мин. контроль продолжительности для каждой партии технологического цикла работник цеха журнал учета параметров технологического процесса определение влажности семян сои технолог, лаборант

4 СВЧ-обработка химический продолжительное ть 2-3,5 мин. контроль продолжительности для каждой партии технологического цикла работник цеха журнал учета параметров технологического процесса определение содержания уреазы в лабораторных условиях и принятие решения технологом о продолжении технологического процесса технолог, лаборант

5 Хранение соевого молока микробиологический температура, продолжительность 4 ± 2 °С не более 36 часов контроль температур- но-временного режима для каждой партии технологического цикла работник цеха журнал учета параметров технологического процесса утилизация несоответствующей продукции технолог

6 Хранение окары

7 Хранение тофу

Разработаны также система мониторинга, позволяющая обеспечивать контроль над каждой ККТ в соответствии с критическими пределами и заданными значениями, и корректирующие действия, предпринимаемые в случае нарушения критических пределов.

Для создания надежного уровня безопасности разработанная модель процесса адаптирована к требованиям стандарта ИСО 22000:2005, который предполагает рассмотрение технологического процесса в виде системы НАССР и программ обязательных предварительных мероприятий для производства соевых продуктов.

Оценка плана системы НАССР осуществлялась до и во время первоначального внедрения системы управления качеством соевых продуктов. При современном подходе к созданию систем управления качеством одним из требований стандарта ГОСТ Р ИСО 9001-2001 является оценивание удовлетворенности потребителей, которое включает в себя процесс сбора информации, определение комплексного показателя уровня удовлетворенности потребителей и анализ полученных результатов для последующего использования их при выработке управляющих воздействий.

Для оценки единодушия мнений потребителей о качестве соевого молока, окары и тофу до и после внедрения плана системы НАССР провели анкетирование, для обработки полученных данных использовали коэффициент конкордации.

Полученные коэффициенты конкордации свидетельствуют об улучшении качества соевой продукции ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» после разработанных мероприятий.

Сравнивая средние органолептические показатели производимых на ОАО Гормолзаводе «Северо-Осетинский» соевых продуктов, можно сделать вывод о повышении их качества в среднем в 1,6 раза по оценкам потребителей.

В четвертой главе разработана и исследована система управления качеством соевых продуктов.

При решении задачи синтеза структуры АСУ ТП определяются принципы организации управления (установление взаимоотношений между уровнями, распределение прав и ответственности при принятии решений, организационная иерархия системы, структура передачи и обработки информации, включая структуру сети ЭВМ). Управление технологическим процессом производства соевых продуктов занимает нижний уровень в иерархической системе управления производством. Система управления качеством соевых продуктов охватывает каждую технологическую операцию, оперативно работает в реальном времени и образует совместно с управлением производительностью второй уровень системы управления производством - АСУ ТП. На третьем уровне осуществляется экономическое управление в рамках АСУ П.

Для производства соевых продуктов при создании АСУ ТП конкретная цель функционирования этой системы и ее назначение в общей структуре управления предприятием могут быть определены как обеспечение безопасности и повышение качества выходного продукта. Такое обеспечение качества соевых продуктов возможно при условии соблюдения программ обязательных предварительных мероприятий и плана системы НАССР, контролирующем протекание технологического процесса в особых точках. Эти контрольные точки были опре-

деленные как критические в ходе проведенного анализа при создании плана системы НАССР, входящего в систему управления качеством соевых продуктов. Система управления технологическим процессом производства соевого молока и продуктов его переработки с критическими контрольными точками представлена на рисунке 6.

[

Приемка сырья

]

| Сахар-песок 11 Соль | 1 Семена сои 1 1 Кислота уксусная I

+ ♦ *

| Хранение | | Хранение | | Хранение |-

Прос

[Активированная вода|

Промывание в проточной воде

X

ККТ 1

1

\ Слив воды, загрузка в кассеты |

С

СВЧ-обработка

]

ККТ 4

Загрузка в установку для приготовления соевого молока

онтроль соотношения семена сои: вода 2,00-2,36 кг: 14

Контроль продолжительности т = 3 мин

''Контроль продолжительности т = 7 ми

Заменитель молока

«Соевое молоко» +

Контроль сусих вещестр

Соевый белковый

обогатитель (окара) , + ,

| ККТ 6 I

Доведение до вкуса ]

ККТ 5

&

аквашивание

/Контроль / /количествам— / закваски/

Сквашивание молока

Приготовление 9 %-ного раствора уксусной кислоты

Прессование в фильтр-ирессе

/Контроль / продолжи- / . I тельности/

Охлаждение под проточной водой в течение 80-90 мин.

Соевый сыр (тофу)

| ККТ'ГЛ

Рисунок 6 - Структурная схема системы управления технологическим процессом с критическими контрольными точками

Для каждой критической контрольной точки в процессе производства соевого молока и продуктов его переработки установлены критические пределы, предусмотрены система мониторинга и корректирующие действия, основанные на проведенном системном анализе производства и разработанной математической модели процесса производства соевого молока. Разработанный план системы НАССР и программы обязательных предварительных мероприятий образуют подсистему управления безопасностью соевых продуктов и позволили создать систему управления качеством соевых продуктов, представленную на рисунке 7.

Внешние ■ управляющие ! ,, , ! воздействия Информационный

поток

Потребители Организации

Ответе твеиность руководства

Г Оценка результатов работы системы

Потребите™

Система управления качеством

Подсистема Подсистема

менеджмента управления

качества безопасностью

(ПСМК) пищевой

продукции

(ПСУБ)

! Требования к по качеству | системе | управления

Вхоп

по безопасности^"

Процессы ллпненного цикла продукции

Результаты функционирования системы управления

; Удовлетворен-Информа- | шеть ционный | потребителя поток !

Результативность функционирования системы НАССР

Рисунок 7 - Система управления качеством соевых продуктов

Составные части системы управления качеством соевых продуктов отображены как подсистемы: менеджмента качества ПСМК и управления безопасностью пищевой продукции ПСУБ. Связь системы управления с внешним окружением осуществляется через информационные и материальные потоки.

Основной задачей функционирования подсистемы менеджмента качества соевого молока и продуктов его переработки является постоянное повышение результативности разработанной системы управления качеством и процессов, основанное на выполнении целей в области качества, процессом подходе, анализе данных, проведении аудитов, корректирующих и предупреждающих действий, а также на анализе со стороны руководства.

Подсистема менеджмента качества базируется на информационно-управляющей модели системы управления качеством соевых продуктов, представленной на рисунке 8.

Руководящие указания

Ы О

Воздействие ^ на внешние организации

Для оценки целесообразности внедрения разработанной системы управления качеством соевых продуктов на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» применен метод анализа иерархий. Возможные решения оценивались по трем критериям: экономическому, социальному и экологическому. Структурный граф процесса принятия решения представлен на рисунке 9.

1 уровень. Основные критерии, влияющие на решения.

экономически

экологические

2 уровень. Детализация критериев

3 уровень. Значения критериев относительно возмож-

Внедрение системы управления качеством

Отказ от внедрения системы управления качеством

Рисунок 9 - Структурный граф процесса принятия решения

Результатом анализа расчетов стало решение о необходимости внедрения системы управления качеством.

Оценка экономической эффективности результатов исследований представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Сравнительная оценка прибыльности до и после внедрения системы управления качеством на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский»

Наименование До внедрения После внедрения

продукции системы управления системы управления

качеством качеством

объем стои- выручка объем стои- выручка

продаж мость от реали- про- мость от реали-

за ме- единицы зации даж за единицы зации

сяц, л, продук- продук- месяц, продук- продук-

кг ции, руб. ции, л, кг ции, ции,

тыс.руб. руб. тыс руб.

Соевое молоко 3600 4 14,4 3900 5 19,5

Окара 1760 4 7,04 2600 5 13,0

Тофу 564 80 45,12 1200 80 96,0

Итого: 66,56 128,5

Издержки производства 42,0 79,08

Прибыль от реализации 24,58 49,42

Экономическая эффективность от внедрения разработанной системы управления качеством соевых продуктов составила 49,42 тыс. рублей в месяц, а ожидаемый эффект от внедрения материалов работы в составе промышленной системы - 500 тысяч рублей в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты:

1. Разработана математическая модель процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, позволяющая управлять остаточным содержанием уреазы в семенах сои с помощью технологических параметров (рН активированной воды, продолжительности СВЧ-обработки), что позволяет эффективно управлять безопасностью и качеством получаемого из них соевого молока и продуктов его переработки.

2. Доказана возможность применения полученной математической модели для системы управления в условиях, когда значения параметров отклоняются от принятых значений, с учетом применения метода компенсации для определения значений изменившихся технологических параметров.

3. Проведен анализ рисков для всего производства и определены контрольные критические точки в разработанной технологии производства соевого молока, основанной на патенте РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.

4. Разработана система НАССР, включающая план анализа рисков и определения критических контрольных точек, предусматривающий мониторинг и корректирующие действия для эффективного управления качеством соевых продуктов.

5. Разработана система управления качеством соевых продуктов на основе стандартов ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005.

6. Разработана информационно - управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов, позволяющая принимать решения по управлению качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы НАССР.

7. Разработанная система управления качеством соевых продуктов внедрена в производство на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» и служит основой для сертификации продукции. Прибыль, полученная при апробации разработанной системы, составила 49,42 тыс. рублей в месяц, а ожидаемый эффект от внедрения материалов работы в составе промышленной системы - 500 тысяч рублей в год. Предложенные методы и модели управления качеством могут быть использованы при разработке систем управления производствами предприятий пищевой промышленности, а также используются в учебном процессе в СКГМИ (ГТУ) при подготовке студентов по специальности 260501 - «Технология продуктов общественного питания».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Работы в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Тер-Терьян Н.Г., Сорокер Л.В., Темираев Р.Б. Управление качеством соевых продуктов. // Вестник Воронежского государственного технического университета. Т.З, № 7, г. Воронеж, 2007 г.

2. Хадзарагова Е.А., Тер-Терьян Н.Г. Исследование эффективности системы управления качеством соевого молока и продуктов его переработки. // Вестник Воронежского государственного технического университета, № 8, г. Воронеж, 2008 г.

Патенты:

3. Темираев Р.Б., Кабалоев Т.Х., Тедгова В.В., Тер-Терьян Н.Г. Способ приготовления соевого молока. Патент РФ № 2262239 от 20.10. 2005 г.

Материалы международных конференций:

4. Столбовская A.A., Тер-Терьян Н.Г. Разработка математической модели снижения активности уреазы и ингибитора трипсина в соевых продуктах. // 5-ая Международная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2004 г.

5. Темираев Р.Б., Столбовская A.A., Тер-Терьян Н.Г. Моделирование инактивации уреазы и ингибитора трипсина в соевых продуктах. // Международная научно-практическая конференция «Проблемы рационального использования растительных ресурсов», г. Владикавказ, 2004 г.

6. Тер-Терьян Н.Г. Технологические приемы повышения эколого-пищевых качеств сои и продуктов ее переработки. // V Международная конференция «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования», г. Владикавказ, 2004 г.

7. Тер-Терьян Н.Г., Кучиянц E.H. Влияние способа обработки соевых бобов на качество соевого сыра. //1 Между народная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», г. Владикавказ, 2004 г.

8. Кабалоев Т.Х., Столбовская A.A., Тер-Терьян Н.Г., Сорокер А.Л. Современные технологии и оборудование при моделировании управления влаготе-пловой обработкой сои для повышения экологической безопасности продукта. // Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы экологии и природопользования», г. Ставрополь, 2005 г.

9. Темираев Р.Б., Хамицаева Э.С., Тер-Терьян Н.Г., Сорокер А.Л., Швец Д.В. Технология приготовления пробиотического препарата на основе соевого молока. // VI Между народная конференция «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий», г. Владикавказ, 2007 г.

10. Цалиева Л.В., Туккаев Х.В., Тер-Терьян Н.Г. Современные экономические процессы в системе производство - переработка и реализация зерна. // VI Международная конференция «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий», г. Владикавказ, 2007 г.

11. Хадзарагова Е.А., Тер-Терьян Н.Г. Управление процессом повышения качества продукции при переработке сои. // Международная научно-

практическая конференция «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий», посвященная 90-летию ГТАУ, г. Владикавказ, 2008 г.

Другие статьи:

12. Кабалоев Т.Х., Столбовская А.А., Тер-Терьян Н.Г., Сорокер А.Л. Обоснование выбора технологического оборудования и моделирование процесса влаготепловой обработки сои. // Сборник научных трудов Академии высшей школы РФ, Северо-Осетинское отделение, № 2, г. Владикавказ, 2005 г.

Сдано в набор 30.10.2008 г., Подписано в печать 01.11.2008 г. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2356. ООО «Зебра-принт», 360040, г. Владикавказ, ул. Тамаева, 35, тел. (8672) 54-98-41

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

1.1 Основные методы обеспечения качества

1.2 Характеристика сои как сырья для пищевой и перерабатывающей промышленности

1.3 Основные схемы производства соевых продуктов

1.4 Современные системы управления качеством

1.5 Постановка задачи разработки системы управления качеством соевого молока и продуктов его переработки

Выводы по главе

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА 47 СОЕВОГО МОЛОКА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

2.1 Разработка модифицированной схемы технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки

2.2 Декомпозиция технологического процесса приготовления соевого молока и продуктов его переработки

2.3 Математическая модель процесса замачивания семян сои при производстве соевого молока и продуктов его переработки

2.4 Математическая модель СВЧ - обработки семян сои при производстве соевого молока и продуктов его переработки

2.5 Математическая модель процесса производства соевого молока и продуктов его переработки

Выводы по главе

3 АНАЛИЗ РИСКОВ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СОЕВЫХ ПРОДУКТОВ

3.1 Определение программы обязательных предварительных мероприятий для производства соевых продуктов

3.2 Разработка системы НАССР для производства соевого молока и продуктов его переработки

3.2.1 Описание соевых продуктов и составление схемы технологического процесса производства соевого молока 78 и продуктов его переработки

3.2.2 Анализ опасностей и выбор критических контрольных точек для технологического процесса производства соевого молока, 82 окары и тофу

3.2.3 Разработка плана НАССР для производства соевого молока и продуктов его переработки

Выводы по главе

4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СОЕВЫХ ПРОДУКТОВ

4.1 Разработка структурной схемы системы управления технологическим процессом производства соевых продуктов

4.2 Разработка системы управления качеством соевых продуктов

4.3 Применение метода анализа иерархий для оценки целесообразности внедрения системы управления 108 качеством соевых продуктов

Выводы по главе

Актуальность темы. На современном этапе развития российской экономики процессы управления качеством приобретают особое значение для всех субъектов хозяйственной деятельности. В настоящее время в пищевой промышленности работают сотни предприятий со средним и малым объемом производства, индивидуальные производители, активно развивается сотрудничество с зарубежными партнерами, что требует более четкой работы хозяйственного механизма как целостной системы. Ее суть - достижение востребованного рынком качества продукции при минимальных затратах, определяющих цену товара. Мировая наука и практика сформулировала общие принципы построения таких систем, которые изложены в стандартах ИСО серии 9000 и в отечественном аналоге - ГОСТ Р ИСО 9001:2001 «Системы менеджмента качества. Требования».

Вместе с тем в пищевой промышленности, в особенности выпускающей продукцию для детского и диетического питания, предъявляются высокие требования к безопасности такой продукции для жизни и здоровья человека. Международный опыт по управлению безопасностью сконцентрирован в стандарте ИСО 22000:2005 «Системы менеджмента безопасности пищевой продукции. Требования для использования любой организацией, работающей в цепочке создания пищевой продукции», который регламентирует все аспекты внедрения системы НАССР (Hazard Analysis and Critical Control Points - Анализ опасностей и критические контрольные точки) на предприятиях пищевой промышленности.

В настоящее время сертификат, подтверждающий соответствие системы управления качеством пищевой продукции международным стандартам ИСО 9001 и эффективность разработанной системы НАССР, действующей на предприятии, служит решающим фактором для заключения контракта на поставку продукции.

Производство соевых продуктов широко распространено во многих странах мира, они занимают устойчивое место на рынке продуктов питания и имеют достаточно высокую востребованность среди определенных слоев населения, благодаря своим уникальным свойствам.

Вместе с тем, вопросу изучения и разработки системы управления качеством соевых продуктов уделяется недостаточное внимание, так как соя имеет ряд недостатков, отрицательное влияние которых на человеческий организм удается снизить только при помощи современных технологий переработки и методов контроля, которые сами недостаточно изучены и эффективны.

Используемые сегодня отечественными промышленными предприятиями системы управления перестали удовлетворять требованиям по оперативному принятию решений, выработке оптимальной или приемлемой ценовой политики предприятия, управлению им в условиях рынка, которые предъявляют современные бизнес системы.

Решение перечисленных задач представляет значительный научный интерес, и позволит интенсифицировать производство, увеличить выход готовой продукции необходимого качества, получить экономию сырья и топлива, что в совокупности обеспечивает значительный экономический эффект от промышленной эксплуатации многоуровневых систем управления промышленным предприятием.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование системы управления качеством продукции промышленного производства соевых продуктов.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Исследование принципов построения современных систем управления качеством. Оценка возможности создания системы управления качеством промышленного производства соевого молока и продуктов его переработки в соответствии со стандартами: ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005;

2. Разработка математической модели технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки;

3. Анализ рисков и определение критических контрольных точек процесса производства соевого молока и продуктов его переработки;

4. Разработка и исследование системы управления качеством соевых продуктов в соответствии с планом НАССР и оценка ее экономической эффективности.

Методы исследования. Решение поставленных задач проведено с использованием системного анализа, математической статистики, исследования промышленных объектов, математического моделирования, математического программирования.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель усовершенствованного процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, позволяющая управлять остаточным содержанием уреазы в семенах сои с помощью технологических параметров (рН активированной воды, продолжительность СВЧ-обработки).

2. Проведен анализ рисков и определены контрольные критические точки в разработанной технологии приготовления соевого молока, основанной на патенте РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.

3. Разработана система НАССР, позволяющая проводить мониторинг и корректирующие действия, для эффективного управления безопасностью в критических контрольных точках производства соевого молока и продуктов его переработки.

4. Разработана система управления качеством соевых продуктов на основе стандартов ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005.

5. Разработана информационно-управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов, позволяющая принимать решения по управлению качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы НАССР.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. На основании проведенного анализа полученных результатов выданы рекомендации по совершенствованию технологического процесса производства соевого молока и продуктов его переработки. Разработан новый способ приготовления соевого молока (Патент РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.).

2. Разработана математическая модель процесса производства соевого молока и продуктов его переработки для оперативного управления технологическим процессом.

3. Разработанные система НАССР и информационно-управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов удовлетворяют всем необходимым условиям структурной управляемости и наблюдаемости, обеспечивают повышение качества производимого продукта, увеличение рентабельности производства соевого молока и продуктов его переработки.

4. Предложенные методы управления качеством могут быть использованы при разработке систем управления производствами предприятий пищевой промышленности.

5. Разработанная система управления качеством соевых продуктов внедрена в производство на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» и служит основой для сертификации продукции. Прибыль от внедрения разработанной системы управления составила 49,42 тыс. рублей в месяц. Ожидаемый эффект от внедрения материалов работы в составе промышленной системы составляет 500 тысяч рублей в год.

6. Основные результаты и материалы работы используются в учебном процессе СКГМИ (ГТУ).

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается корректностью математического аппарата, используемого в работе; совпадением результатов вычислительного эксперимента с теоретическими разработками; отсутствием работ с аналогичными решениями; положительными отзывами специалистов на опубликованные в центральной и ведомственной печати работы.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель усовершенствованного процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, обеспечивающая повышение качества готового продукта и эффективность производства.

2. Результаты анализа рисков и определения контрольных критических точек процесса производства соевых продуктов.

3. Разработанный план системы НАССР.

4. Основные структурные решения по реализации управления качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы управления качеством соевых продуктов.

5. Результаты оценки целесообразности внедрения системы управления качеством соевых продуктов методом анализа иерархий.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 5-й Международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004 г.);У-й Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования» (Владикавказ, 2004 г.);1-й Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и природопользования» (Ставрополь, 2005 г.); У1-й Международной конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий» (Владикавказ, 2007 г.); Международной научно-практической конференция «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий», посвященная 90-летию ГГАУ, (Владикавказ, 2008 г.); Ежегодных научно-технических конференциях СКГМИ (ГТУ), Владикавказ 2003-2008.

На разработанный способ получения соевого молока получен Патент РФ на изобретение № 2262239 [1].

Личный вклад автора. Основные научные положения, теоретические выводы и рекомендации диссертационной работы получены автором самостоятельно.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 печатных работах, из них 1 - патент РФ и 2 статьи в рецензируемом научном журнале.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 145 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 24 таблиц, 6 приложений и список литературы из 132 наименований.

Выводы по главе 4

1. Показана возможность эффективного использования полученной математической модели в системе автоматического управления процессом производства соевого молока и продуктов его переработки.

2. Разработана система управления качеством соевых продуктов.

3. Построена информационно - управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов.

4. Доказана целесообразность внедрения разработанной системы управления качеством соевых продуктов на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» методом анализа иерархий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты:

1. Разработана математическая модель процесса производства соевого молока и продуктов его переработки, позволяющая управлять остаточным содержанием уреазы в семенах сои с помощью технологических параметров (рН активированной воды, продолжительности СВЧ-обработки), что позволяет эффективно управлять безопасностью и качеством получаемого из них соевого молока и продуктов его переработки.

2. Доказана возможность применения полученной математической модели для системы управления в условиях, когда значения параметров отклоняются от принятых значений, с учетом применения метода компенсации для определения значений изменившихся технологических параметров.

3. Проведен анализ рисков для всего производства и определены контрольные критические точки в разработанной технологии производства соевого молока, основанной на патенте РФ № 2262239 от 20.10.2005 г.

4. Разработана система НАССР, включающая план анализа рисков и определения критических контрольных точек, предусматривающий мониторинг и корректирующие действия для эффективного управления качеством соевых продуктов.

5. Разработана система управления качеством соевых продуктов на основе стандартов ИСО 9001:2001, ИСО 22000:2005.

6. Разработана информационно-управляющая модель системы управления качеством соевых продуктов, позволяющая принимать решения по управлению качеством соевого молока и продуктов его переработки на основе созданной системы НАССР.

7. Разработанная система управления качеством соевых продуктов внедрена в производство на ОАО Гормолзавод «Северо-Осетинский» и служит основой для сертификации продукции. Прибыль, полученная при апробации разработанной системы, составила 49,42 тыс. рублей в месяц, а ожидаемый эффект от внедрения материалов работы в составе промышленной системы - 500 тысяч рублей в год. Предложенные методы и модели управления качеством могут быть использованы при разработке систем управления производствами предприятий пищевой промышленности, а также используются в учебном процессе в СКГМИ (ГТУ) при подготовке студентов по специальности 260501 - «Технология продуктов общественного питания».

1. Темираев Р.Б., Кабалоев Т.Х., Тедтова В.В., Тер-Терьян Н.Г. Способ приготовления соевого молока. Патент РФ № 2262239 от 20.10. 2005 г.

2. Управление качеством: Учеб. для вузов / С.Д. Ильенкова, Н.Д. Ильенкова, B.C. Мхитраян и др.; Под ред. С.Д. Ильенковой. М.: Банки и биржи, ЮНИ-ТИ, 1998.- 199 с.

3. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2000. - 256 с.

4. Управление качеством продукции: Учеб. пособие / Под ред. Н.И. Новицкого. М.:000 «Новое знание», 2002. - 367 с.

5. ИСО 9000:2000. Системы менеджмента качества Основные положения и терминологии.

6. ИСО 9001:2000. Системы менеджмента качества Требования.

7. ИСО 9004:2000. Системы менеджмента качества Руководство по улучшению.

8. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: Госстандарт России.

9. ГОСТ Р ИСО 9001-2001. Системы менеджмента качества. Требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.

10. ГОСТ Р ИСО 9004-2001. Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.

11. ГОСТ Р 51705.1-2001 Системы качества. Управление качеством пищевых продуктов на основе принципов НАССР. Основные положения и требования.

12. Басовский JI.E., Протасьев В.Б. Управление качеством: учебник. М.: ИН-ФРА-М, 2003.-212 с.

13. Гисин В.И. Управление качеством. М.: ИКЦ «Март» Ростов-н/Д: Издательский центр «Март», 2003. - 400 с.

14. Глудин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В.: Всеобщее управление качеством: под ред. О.П. Глудина. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 600 с.

15. Давид Марка, Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. М.:1993, 240 с.

16. Донченко JI.B., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции: Учебник -М.: 2000.

17. ТУ 9146-025-10126558-98 Заменитель молока «Соевое молоко»

18. ТУ 9146-026-10126558-98 Тофу

19. ТУ 9146-027-10126558-98 Пищевой соевый обогатитель

20. Розова Н.К. Управление качеством. СПб.: Питер. 2003, 224 с.

21. Окрепилов В.В. Управление качеством М.: Экономика, 1998 - 693 с.

22. Пономорев C.B., Мищенко C.B., Белобрагин В.Я. Управление качеством продукции. Введение в системы менеджмента качества: Учебное пособие — М.: РИА «Стандарты и качество», 2004 248 с. .

23. Подобедов A.B. Уникальные свойства продуктов питания с соевыми белковыми компонентами // Хранение и переработка сельхозсырья, 1999, № 6, с.22-26.

24. Доценко С.М., Тильба В.А., Иванов С.А. и др. Проблема дефицита белка и соя // Пищевая промышленность, 2002. № 8. - с.38-40.

25. Степанов С.С., Дмитриев А.Г. Все об обычной сое. М.: Московская типография № 2, 2000. - 280 с.

26. Эндрес Д.Д. Соевые белковые продукты. М.: «Макцентр», 2002. - 80 с.

27. Бегеулов М.Ш. Основы переработки семян сои. М.: ДеЛи принт, 2006. -181 с.

28. Подобедов A.B. О дефиците белка в России и его устранение за счет производства и переработки сои // Пищевая промышленность. 1998. - № 8. -с.30-34.

29. Петибская B.C., Зеленцов C.B. Повышение питательной ценности соевых продуктов // Науч. техн. бюл. ВНИИМК. - 1997. - Вып. 118. - с. 71.

30. Second international symposium on the role of soy in preventing and treating chronic disease, Program & Abstract book. Brussels Belgium. 1997.

31. Студенцова H.A., Герасимнко C.H., Касьянов Г.И. Биологические и технологические аспекты использования сои при производстве пищевых продуктов // Известия вузов. Пищевая технология. 1999. - № 4. - с. 6-9.

32. Петибская B.C. Ингибиторы протеолитических ферментов // Известия вузов. Пищевая технология.- 1999. № 5-6. - с. 6-9.

33. Chen I., Mitchell H.L. Tripsin inhitor in plants // Phytochemistry. 1973. - 12. -P. 327-330.

34. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.3.2.1078-01. -М.:ЗАО «РИТ ЭКСПРЕСС», 2002.-216 с.

35. Бенкен И.И., Томилина Т.Б. Антипитательные вещества белковой природы в семенах сои //НТБ ВИР. 1985. - Вып. 149. - с. 3-10.

36. Поздяковский В.М. Гигиенические основы питания и экспертизы продовольственных товаров. Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 2003. -430 с.

37. Петибская B.C. Пути снижения трипсинингибирующей активности сои // Известия вузов. Пищевая технология. 2000. - № 1.-е. 6-8.

38. Бехт А. Контроль безопасности пищевых продуктов в РФ. Анализ состояния. Пищевая промышленность 6/2003. - с. 29.

39. Доценко В.А. Практическое руководство по санитарному надзору за предприятиями пищевой и перерабатывающей промышленности, общественного питания и торговли. СПб.: ГИОРД, 1999. - 496 с.

40. Ковальская Л.П., Шуб И.С., Мелькина Г.М. и др. Технология пищевых производств М.: Колос, 1999. - 752 с.

41. Мачихина С.А., Стрелюхина С.А. Система обеспечения безопасности пищевых производств. Пищевая промышленность, 1999, № 5, с. 70-71.

42. Райх Н., Нойшитцер К. Контроль безопасности пищевых продуктов в РФ. Пути реформирования. Пищевая промышленность 6/2003 - с.30-31.

43. Шерстобитов В.В. К вопросу о соевом молоке // Молочная промышленность, № 1,2003, с.53-54.

44. Маслов A.M., Рыкунова И.П. Использование аналогов кисломолочных продуктов на соевой основе для лечебного и диетического питания // Изв. вузов. Пищевая технология. 1990. - № 1.-е. 34-35.

45. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка переговоров при согласовании управленческих решений. М.: СИНТЕГ, 2003. - 284 с.

46. Карпачев И.И. Классификация компьютерных систем управления предприятием.//PC WEEK/RE. 1998. № 4. - с.21.

47. Чеботарев В. Интегрированные системы управления предприятием: взгляд системного аналитика // PC WEEK/RE.- 2000. № 4. с. 12.

48. Мазур Л. Развитие бизнеса. Поддержка принятия решений. // RN Enterprise Partner. 2000.

49. Новицкий Н.И., Олексюк В.Н., Управление качеством продукции: Учебное пособие. М.: Новое издание, 2001. 283 с.

50. Австриевских А.Н. Система менеджмента качества в производстве Б АД. -М.: Пищевая промышленность, 2003. 296 с.

51. Берж К. Теория графов и ее применение. — М.: ИЛ, 1962.

52. Свалин М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М.: Мир, 1984.

53. Марка Д.А. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метатехнологоия, 1993.

54. Кантере В.М., Матисон В.А., Тихомирова О.И., Крючкова Ю.Б. Качество и безопасность продуктов питания: Монография. Издательский комплекс МОАОП, 2001.-398 с.

55. Campden and Chorleywood Food Research Association (1995b) Guidelines for the Prevention and Control of Foreign Bodies in Food, Guideline № 5, August 1995.

56. Campden and Chorleywood Food Research Association (1996) Assured Crop Production, Guideline № 10, April 1996.

57. Campden and Chorleywood Food Research Association (1997) HACCP: A Practical Guide, 2nd edn, Technical Manual № 38.

58. ISO 22000:2005 Food safety management systems — Requirements for any organization in the food chain.

59. Кантере B.M., Матисон B.A., Сазонов Ю.С., Системы менеджмента безопасности пищевой продукции на основе международного стандарта ИСО 22000.: Монография. М.: Типография РАСХН, 2006 - 454 с.

60. Проселков В.Г. Российская система НАССР: внедрение и сертификация -Пищевая промышленность 5/2004 с.80-81, 6/2004 - с.82-83.

61. Руководство по применению стандарта ИСО 9001:2000 в пищевой промышленности. / Пер. с англ. О.В. Замятиной. М.: РИА «Стандарты и качество», 2002.-168 с.

62. Бурыкина И.М., Верещагина Н.В. и др. Система НАССР: предпосылки внедрения и принципы разработки. Молочная промышленность № 8, 2003. -с. 16-19.

63. Бурыкина И.М., Щемелева М.В. и др. Система НАССР: на предприятиях промышленности: программа внутреннего контроля. Молочная промышленность № 5, 2004. - с. 16-17.

64. Директива совета ЕС 93/43/ЕЭС от 14 июня 1993 г. Пер. Е.М. Гдалина, под ред. Н.В. Гуняевой.: Изд. ВНИИС.

65. Codex Alimentarius Food Hygiene Basic Texts. Food and Agriculture Organization of the United Nations World Health Organization, Rome, 2001.

66. Сухачева В.Ю. Опыт внедрения системы НАССР. Молочная промышленность, № 2, 2004 - с. 34-37.

67. Кантере В.М., Матинсон В.А., Хагажеева М.А., Сазонов Ю.С. Система безопасности продуктов питания на основе принципов НАССР: Монография. М.: Типография РАХСН, 2004. - 462 с.

68. Bryan, F.L. 1992. Hazard Analysis Critical Control Point Evaluation. A Guide to Identifying Hazards and Associated Risks with Food Preparation and Storage, WHO, Geneva.

69. Corlett, D.A. 1990-1997. A Practical Application of НАССР/ Course and manual (Concord, CA: Corlett Food Consulting Service).

70. Doeg, С (1995) Crisis Management in the Food and Drink Industry: A Practical Approach, Chapman & Hall, London.

71. FAO (1998) Food Quality and Safety Systems: A Traning Manual on Food Hygiene and the Hazard Analysis and Critical Control Point System, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

72. Mortimore S. and Wallace С. HACCP. A practical approach. Aspen publishers, Inc., Gaithersburg, Maryland, USA. 1998.

73. Notermans et al. (1995) The HACCP concept: specification of criteria using quantitative risk assessment. Food Microbiology, 12, 81-90.

74. Робертсон Б. Лекции об аудите качества: Пер. с англ./ Под общей ред. Ю.П. Адлера. Изд. 2-е испр. М.: РИА «Стандарты и Качество», 2000.-264 с.

75. Кулев Д.Х. Анализ рисков и определение критических контрольных точек в производстве пищевой лимонной кислоты // Хранение и переработка сельхозсырья, № 7, 2007, с. 63-67.

76. Рыков А.С. Модели и методы системного анализа: принятие решений и оптимизация: Учебное пособие для вузов. М.: «МИСИС», Издательский дом «Руда и металлы», 2005. - 352 с.

77. Дудников Е.Е., Цодиков Ю.М. Типовые задачи оперативного управления непрерывным производством. М.: Энергия, 1979. - 272 е., ил.

78. Кудрявцев Е.М. Mathcad 2000 Pro. М.:ДМК Пресс, 2001. - 576 е.: ил.

79. Лагутин В.В. Совершенствование технологий и технических средств возделывания овощных культур с использованием активированной воды // Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Волгоград, 2002.

80. Теория статистики: Учебник / Под ред. проф. Р.А. Шмойловой. М.: Финансы и статистика, 1996. - 464 е.: ил.

81. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами EXCEL 7,0 — СПб. :BNV, 1997.

82. Строителев В.Н., Яницкий В.Е. Статистические методы в управлении качеством, Москва, 2002, 163 с.

83. Шмойлова Р.А., Бесфамильная Е.Б., Глубокова Н.Ю. и др. Теория статистики. М.: Финансы и статистика, 1996. - С.233-240.

84. Езекиэл М., Фокс К.А. Методы анализа корреляций и регрессий линейных и криволинейных. -М.: Статистика, 1966, 558 с.

85. Курносов А.П. Вычислительная техника и программирование./ Учеб. М.: Финансы и статистика, 1991.- С.343.

86. Экономико-математические методы и прикладные модели: Учебно-методическое пособие./ В.А. Половников, И.В. Орлова, А.Н. Гармаш, В.В. Федосеев. М.: Финстаинформ, 1997.

87. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М: Наука, 1981.-488 с.

88. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии: 4- е изд., перераб., доп. М.: Химия, 1985 (учебн. для вузов), 448 е., ил.

89. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Марков В.П. Системный анализ процессов химической технологии. М.: Наука, 1986.

90. Сборник материалов по управлению рисками и применению системы НАССР. М.: ВНИИС Госстандарта России, 2000. - 85 с.

91. Slovis P., Fichhoff В., Lichtenstein S. Behavioral décision theory. // Annu. Phy-chol. Rev. Vol. 28, 1997.

92. Simon H.A. The new science of management décision. Englewood Cliffs, N.J., Prentice Hall Inc., 1975.

93. Цвиковски M. Система управления качеством и безопасностью пищевой продукции. Пищевая промышленность. 2000 № 8. - с. 34-35.

94. Кэндалл М. Ранговые корреляции. М.: Статистика, 1975.

95. Козлов В.Н. Системный анализ и принятие решений. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.- 190 с.

96. Хомяков П.М. Системный анализ: Экспресс курс лекций / Под ред. В.П. Прохорова. Изд. 3-е. - М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 216 с.

97. Gpyal S., Worrest R. Expert system applications to network management // Expert System Applications to Telecommunications. New York, v.l, p.3-44, 1988.

98. Айзерман M.A., Алескеров Ф.Т. Выбор вариантов: основы теории. М.: Наука, 1990. - 240 с.

99. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М.: Статистика, 1980. - 263 с.

100. Алгоритмы обработки экспертной информации / В.И. Будзко, В.Г. Белен-ков, И.Н. Синицин, А.С. Рыков // Информационные технологии. -2003.-№ 10.-с. 56-60.

101. Евланов Л.Г., Кутузов В.А. Экспертные оценки в управлении. М.: Экономика, 1978,

102. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. М.: Радио и связь, 1982. - 184 с.

103. Литвак Б.Г. Экспертные технологии в управлении. М.: Дело. - 2004.- 400 с.

104. Мешалкин В.П. Экспертные системы в химической технологии. М.: Химия, 1995.-368 с.

105. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. -М.: Наука, 1988.

106. Ш.Вилкас Э.И., Майминас Е.З. Решения: теория, информация, моделирование. М.: Радио и связь, 1981.

107. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: СПбГПУ, 2003. - 520 с.

108. ИЗ. Дегтерев Ю.И. Системный анализ и исследование операций. М.: Высшая школа, 1996. -336 с.

109. Мильнер Б.З., Евенко Л.И., Рапопорт B.C. Системный подход к организации управления. М.: Экономика, 1983. - 224 с.

110. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. Томск: Изд-во НТЛ, 1997. - 396 с.

111. Саати Т.,Керне К. Аналитическое планирование и организация систем. — М.: Радио и связь, 1991.-224 с.

112. Системный анализ и принятие решений: Словарь справочник: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Волковой В.Н., Козлова В.Н. М.: Высшая школа, 2004.-616 с.

113. Э.А. Трахтенгерц. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно-практическое издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998. - 376 с.

114. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. Пер. с англ. М.: Радио и связь. Saaty T.L.1993.

115. Шнейдерман М.В, Процедуры коллективного экспертного опроса и их экспериментальное исследование. // АиТ № 5, с. 3-16, 1982.

116. Тер-Терьян Н.Г., Кучиянц E.H. Влияние способа обработки соевых бобов на качество соевого сыра. // I Международная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», г. Владикавказ, 2004 г.

117. Тер-Терьян Н.Г., Сорокер JI.B., Темираев Р.Б. Управление качеством соевых продуктов. // Вестник Воронежского государственного технического университета. Т.З, № 7, г. Воронеж, 2007 г.

118. Хадзарагова Е.А., Тер-Терьян Н.Г. Исследование эффективности системы управления качеством соевого молока и продуктов его переработки. // Вестник Воронежского государственного технического университета, г. Воронеж, №8, 2008 г.