Управление информационными ресурсами отраслевой научной организации на основе международных стандартов

Жданович, Ольга Анатольевна

Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Управление информационными ресурсами отраслевой научной организации на основе международных стандартов

кандидата технических наук: Жданович, Ольга Анатольевна
город: Москва
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.13.01

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Управление информационными ресурсами отраслевой научной организации на основе международных стандартов»

Автореферат диссертации по теме "Управление информационными ресурсами отраслевой научной организации на основе международных стандартов"

На правах рукописи

ЖДАНОВИЧ Ольга Анатольевна

УПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫМИ РЕСУРСАМИ ОТРАСЛЕВОЙ НАУЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ (ISO 9000 и CALS: ISO 10303)

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технология, нефтехимия и биотехнология)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо • чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Бессарабов

Аркадий Маркович

Научный консультант: доктор экономических наук, профессор Алякин

Алексей Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, Малышев

старший научный сотрудник Роман Михайлович

доктор технических наук, профессор Меньшиков

Владимир Викторович

Ведущая организация: Институт общей и неорганической

химии им. Н.С. Курнакова РАН

Защита состоится " 22 " ноября 2006 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета К 217.034.01 в ФГУП "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научио-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ" (107076, г. Москва, ул. Богородский вал, д. 3, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ИРЕА».

Автореферат разослан " 20 " октября_2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

Ярошенко А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Кризисные явления российской экономики переходного периода привели к появлению ряда системных проблем в научном комплексе России. Несмотря на снижение экономической эффективности функционирования отраслевой науки, роль ее в отечественной экономике остается чрезвычайно важной. Причем, по мнению экспертов, именно химическая отраслевая наука имеет потенциал в ближайшее время стать на путь инновационного развития и определять его стратегические направления. Кроме того, отраслевая наука и ее основная структурная единица - отраслевой научно-исследовательский институт (НИИ) — основное связующее звено между фундаментальными исследованиями и их промышленной реализацией, объединяет и реализует взаимосвязь между научными, экспериментальными и учебными направлениями работ.

Однако, доля научной продукции и услуг России на мировом экспортном рынке крайне низка. Одна из причин — отсутствие у научных организаций сертификатов качества и сопроводительных материалов, оформленных в соответствии с международными требованиями, в том числе отсутствие документации в электронном виде. Для эффективного управления качеством в химической отрасли (на отдельном предприятии, НИИ) и продвижения на российский рынок инновационных CALS-технологий необходимо создание компьютерных систем для управления жизненным циклом наукоемкой продукции.

Использование подобных систем в рамках единой отраслевой (корпоративной) информационной среды будет способствовать налаживанию связей между наукой и производством, повышению конкурентоспособности отечественной химической продукции, что является важным критерием стабильности и эффективного развития научной организации в условиях рыночной экономики.

Основные разделы диссертации выполнялись в рамках конкурсного проекта Минпромэнерго России № 0410.0810000.05.039д «Разработка индикаторов инновационного развития химического научно-промышленного комплекса России», а также при частичной поддержке гранта Европейского Сообщества ECOPHOS № INCO-CT-2005-013359.

Цель работы состоит в разработке методических основ и информационных технологий для системного анализа и управления информационными ресурсами отраслевой научной организации химической и нефтехимической промышленности на основе международных стандартов качества ГОСТ Р ИСО 9000 и ГОСТ Р ИСО 10303. Работа включает в себя три комплекса задач:

• разработка методических основ внедрения стандарта качества ИСО 9000 в отраслевой научной организации химического комплекса;

• разработка перспективных наукоемких химических производств на базе информационных CALS-технологий;

• разработка системы компьютерного аналитического мониторинга качества химических реактивов и особо чистых веществ на основе международных стандартов ИСО 10303 STEP.

Научная новизна.

Разработана методология и практические рекомендации по формированию системы менеджмента качества в отраслевой научно-исследовательской организации. Проведен системный анализ объекта исследования и выделены ключевые этапы по созданию информационно-аналитической системы управления качеством научно-инновационных проектов на базе отраслевого научно-исследовательского института (НИИ), а также сформирована оптимальная организационная структура. Формализовано описание основных процессов, составляющих жизненный цикл научных исследований. Проведена классификация целей управления качеством по объектному признаку и создана иерархическая структура информационной системы комплексного анализа и управления службы качества отраслевого НИИ.

Разработана система компьютерного технологического проектирования на основе современных информационных CALS-стандартов ISO 10303 STEP. Разработаны типовые компьютерные структуры для плазмохимического процесса получения особо чистых оксидов ультра- и нанодисперсности, а также информационная модель технологии получения фосфорной кислоты особой чистоты.

По основополагающим критериям проведен многофакторный анализ существующих программных комплексов для управления информацией в аналитическом подразделении отраслевой научной организации химического профиля. Разработана архитектура информационной системы для компьютерного мониторинга качества особо чистых веществ и химических реактивов для основного информационного объекта «Анализируемое вещество», а также разработаны основные процедуры электронного представления данных для информационных объектов «Документация» и «Методы анализа». Разработана типовая компьютерная процедура для контроля качества особо чистой фосфорной кислоты, включая лимитируемые примеси, методы их пробоподготовки и анализа, а также выходную техническую документацию.

Практическая значимость.

Положения, рекомендации и выводы диссертационного исследования имеют прикладной характер и ориентированы на широкое использование при осуществлении мероприятий, связанных с формированием компьютерной системы менеджмента качества научно-исследовательской организации.

Самостоятельное практическое значение, подтвержденное соответствующими актами о внедрении, имеют:

• глобальная информационная сеть, созданная на базе локальных подсистем комплексного анализа и управления кадровыми, финансовыми и материальными ресурсами отраслевого НИИ, внедрена в технологических и функциональных подразделениях ФГУП «ИРЕА»; л

• программные комплексы современного научно-производственного оборудования отраслевого НИИ (ФГУП «ИРЕА»), созданные на основе информационной CALS-технологии, переданы в научно-производственные организации (ЗАО «Альфа-Консоль» и НПФ «ВИНАР»).

Программные модули CALS-проекта по технологическому оборудованию производства фосфорной кислоты вошли в результаты работы по гранту Европейского Сообщества ECOPHOS № INCO-CT-2005-013359.

Полученные результаты вошли в конкурсный проект Минпромэнерго России № 0410.0810000.05.039д «Разработка индикаторов инновационного развития химического научно-промышленного комплекса России».

Разработана структура оптимального информационного обеспечения концепции CALS в химической промышленности, на основании которой в сети Интернет создан научно-технический Web-сайт «CALS-химия».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в журналах «Химическая промышленность сегодня», «Приборы и автоматизация», «Неорганические материалы», Journal of the Balkan Tribological Association, Synthesis and Properties of Low- and High-Molecular Compounds/Quantitative Level (Published by Nova Science Publishers, Inc. New York), Focus on Organic and Inorganic Chemistry (Published by Nova Science Publishers, Inc. New York), сборниках научных трудов «Успехи в химии и химической технологии», а также докладывались и обсуждались на 16th, 17th International Congress of Chemical and Process Engineering (Praha, Czech Republic, 2004, 2006); 18, 19, 20-й Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии МКХТ-2004, МКХТ-2005, МКХТ-2006 (Москва, 2004, 2005, 2006), 18, 19, 20-й Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» Реактив-2004, Реактив-2005, Реактив-2006 (Уфа, 2004; Минск, 2005; Уфа, 2006); 12-й конференции «Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение» (Н.Новгород, 2004); 3-й Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации» (Иваново, 2004); 5, 6-й Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (Уфа, 2004, 2005), 18, 19-й Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», ММТТ-18, ММТТ-19 (Казань, 2005; Воронеж, 2006); IV Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 2005), 4-й Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация» (Иваново, 2006).

Публикация результатов исследования.

По теме диссертации опубликовано 27 научных трудов, общим объемом 5,6 печатных листа.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, выводов, списка литературы (118 наименований) и приложения, включающего акты внедрения результатов работы. Диссертация изложена на 148 страницах, включая 32 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Для успешного развития отраслевой научной организации в современных экономических условиях необходимо провести комплекс исследовательских работ, связанных с внедрением международных стандартов. Структурообразующими блоками в данной работе являются проекты, структурированные по этапам инновационного цикла:

• «Система управления качеством отраслевого НИИ»- включает методологию внедрения в отраслевой научной организации международного стандарта управления качеством ISO 9000.

• «Разработка наукоемких технологий» - включает проектирование на основе информационных CALS-стандартов ISO 10303 STEP перспективных технологий оксида олова и фосфорной кислоты особой чистоты;

• «Аналитический мониторинг качества продукции» - включает системный анализ объекта исследования (аналитическая лаборатория отраслевого НИИ) и создание оптимальной информационной архитектуры аналитического мониторинга, реализуемой в рамках пилотного CALS-проекта.

Задачи, рассматриваемые в блоке «Система управления качеством отраслевого НИИ» - поддержание и развитие среды генерации перспективных научных разработок на основе международного стандарта ИСО 9000; осуществление проблемно-ориентированных поисковых исследований прикладного и фундаментального характера; создание технологической базы для реализации проектов мирового уровня; управление информационными, а также кадровыми, финансовыми и материальными ресурсами.

Глава 1. Разработка корпоративной системы компьютерного

менеджмента качества отраслевой научной организации.

Специфическая особенность Российской науки состоит в том, что подавляющее большинство научных разработок прикладного характера проводились в научно-исследовательских институтах соответствующего отраслевого сектора. Однако, за последние годы произошел разрыв тесной взаимосвязи между производственными предприятиями и научными организациями. Причем, экономическое выживание последних происходило в условиях отсутствия гарантированного государственного заказа. Анализ государственной статистики показал, что с 1990 г. отраслевая наука потеряла две трети своих работников - 1 млн. чел. (академическая наука потеряла- 50 тыс. человек, ВУЗовская - 90 тыс. чел.). Однако, несмотря на это, даже сегодня в отраслевых НИИ сосредоточено более 60% кадровых и материальных ресурсов научного комплекса России.

Для повышения эффективности работы и создания конкурентоспособных наукоемких технологий или продуктов проанализированы основные аспекты внедрения систем управления качеством как инструмента, подтверждающего высокий уровень разработки. В результате проведенного системного анализа выделены ключевые этапы по созданию информационно-аналитической системы управления качеством научно-инновационных проектов на базе отраслевого

научно-исследовательского института и сформирована оптимальная организационная структура (рис. 1.1).

ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА ОТРАСЛЕВОГО НИИ

Продукция и услуги

Хим. реактивы *

ОСЧ-вещества *

Оборудование

Аналитический мониторинг качества

Инновации (НИОКР и НИР)

Технологические

Технологии «ноу-хау»

Разработка оборудования

Нормативно-методическая документация

Интеллектуальные

Аспирантура

Научно-информационные услуги_

Научно-производственная практика

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК

Производственные 1|

опганичаттии ^

Служба качества

Реализация результатов (проектов)

Технопарк

Отдел стандартизации

КО 9000

■ V-

Научные отделы ^

Аналитическая лаборатория

КМК-система

, '—

Отдел информационных технологий

САЬв-проекты (КО 10303)

Обслуживание и обеспечение

Сервисные службы

Рис. 1.1. Структура объектов управления системы качества отраслевого научно-исследовательского института химического комплекса.

Для создания системы качества отраслевого НИИ разработана ее функциональная модель, описывающая сеть процессов обеспечения качества продукции. На основе функциональной модели разработаны пользовательские интерфейсы компьютерной системы качества. В основу разработки положены многофункциональная структура обязанностей и полномочий персонала предприятия и соответствующих подразделений. Функциональная модель разработана в соответствии с требованиями ГОЕР-мето дол огии.

Разработанная система компьютерного менеджмента качества отраслевого НИИ охватывает все уровни управления и все стадии жизненного цикла продукции. Разработка системы проводится в три этапа:

• системный анализ объекта внедрения (отраслевого НИИ);

• разработка алгоритмической структуры системы управления информационными ресурсами на основе функционального анализа;

• освоение и ввод в эксплуатацию созданной компьютерной системы.

На первом этапе системных исследований выделены основные направления деятельности научно-исследовательского института (рис. 1.1):

• производство химической продукции (в том числе, реактивов и особо чистых веществ) и технологического оборудования;

• разработка инновационных проектов, которые в свою очередь на втором уровне систематизации подразделяются на технологические (создание новых и модернизация действующих технологий, разработка оборудования и т.д.) и интеллектуальные (научно-информационные услуги (консалтинг), «научный сервис»: эксплуатационная поддержка и дальнейшее совершенствование, повышение эффективности технологии, разработки специализированного адаптированного программного обеспечения, образовательные услуги для повышения уровня квалификации специалистов).

Разработанная обобщающая формализованная структура для эффективного управления качеством научных разработок (рис. 1.1) демонстрирует, что необходимым условием является тесное взаимодействие управляющего административного аппарата и основных организационных подсистем. Таким образом, основной функцией разработанной системы является создание единого информационного корпоративного пространства для обмена данными между различными организационными подсистемами (рис 1.2) в режиме реального времени.

Структурная модель системы менеджмента качества отражает взаимосвязь основных процессов деятельности и функциональных задач структурных подразделений научно-исследовательской организации (рис. 1.2), модель построена на основе требований международных стандартов ИСО 9000 версии 2000 г.

Использование методов системного анализа в рамках компьютерной системы управления качеством позволило перейти от интуитивных подходов в управлении к аналитически обоснованным оценкам, что дает возможность осуществлять выбор оптимальной стратегии развития НИИ (рис. 1.2), а также концентрировать ресурсы на перспективных направлениях. На функциональном уровне разработанная система позволяет повысить инновационный потенциал предприятия за счет возрастания доли интеллектуальной собственности в общей сумме активов предприятия.

В результате проведенной многоуровневой систематизации информационных потоков в НИИ химического сектора сформулированы основные функциональные задачи (рис. 1.2) для пользователей на каждом иерархическом уровне и четко обозначены горизонтальные уровни управления.

На 1-м иерархическом уровне уполномоченные представители высшего руководящего звена отраслевого НИИ формируют координационный совет (рис. 1.2). Совет вырабатывает стратегию развития научной организации на основании комплексного анализа агрегирующих факторов активаторов и дезакти-ваторов внешней и внутренней среды.

Уровень 2. Обработка и критический анализ информации ,

СЛУЖБЫ полсистемы качества I

Научные отделы ФГУП «ИРЕА» ■4—► Сервисные службы Технопарк

Рабочая группа подсистемы качества: ФУНКЦИИ _ -L_J- -«L-J*-

Разработка Обслуживание Реализация

Уровень 3. Ввод информации

1. Теоретическая база: труды ведущих ученых и публикации

2. Нормативно-методическая и законодательная базы

3. Внутренние информационные данные.

Рис. 1.2. Системный анализ информационных потоков отраслевой научно-исследовательской организации.

На 2-м иерархическом уровне организационной структуры службы качества формируется рабочая группа (рис. 1.2), состоящая из представителей основных функциональных подразделений, ответственных за разработку подсистемы качества в конкретных перспективных направлениях. На 3-м уровне подсистемы качества сосредоточено описание потоков входной и выходной информации, регулирующих деятельность подсистемы качества научной организации.

Следующий этап работы - разработка информационно-аналитической системы для комплексного анализа составляющих инновационного потенциала предприятия, его ресурсов согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2001 на базе современных компьютерных технологий (концепция CALS) для создания единого информационного корпоративного пространства, обеспечения непрерывного производственного цикла.

Важной эксплуатационной характеристикой разработанной системы компьютерного менеджмента качества является гибкость информационной системы, обеспечивающей возможность встраивания в нее новых приложений и информационных технологий без изменения существующей структуры. Аналогично, изменение или удаление рабочих компонентов (функциональных модулей) системы не должны нарушать ее работоспособность и устойчивость. Поэтому, в качестве программной платформы для интеграции была выбрана система «1С:Предприятие» (рис.1.3), которая среди всего многообразия программных комплексов, является наиболее распространенной и перспективной (рабо-

ты по созданию программного комплекса на платформе «1С:Предприятие» проводились совместно с аспирантом ФГУП «ИРЕА» Поляковым А.В.).

8^'[€п)Ивйчн»«1 Лиалкнй

'в Файл --.¿ейсЛия , Оперли«-.- Справочник» .Торговля й вудгаягеряя.. Эорплаго-мкадрьи.ОгчКгьг, ДМК-

Рис. 1.3. Интеграция подсистемы компьютерного менеджмента качества в

систему управления отраслевым НИИ на платформе «1С:Предприятие».

В рамках интеграции в систему "1С:Предприятие" проводилась разработка структуры системы качества, которая надстраивается над типовой конфигурацией, разрабатываемой и поддерживаемой фирмой 1С. С технической точки зрения такой подход представляется оптимальным, поскольку базовая часть системы, используемая в повседневной работе остается в первоначальном виде, а к ней добавляются специфические программные блоки, которые предназначены для реализации управленческих функций в научной организации.

В результате проведенных исследований показано, что наличие сертифицированной системы менеджмента качества научной организации: является основным признаком ее конкурентоспособности за счет внедрения единых требований, закрепленных международными стандартами; дает неоспоримые преимущества на внутреннем и внешнем рынке; увеличивает вероятность победы при участии в тендерах, конкурсах, а также при заключении, как внутренних, так и внешних контрактов. Постановление Правительства Российской Федерации от 2 февраля 1998 г. № 113 рекомендует размещение госзаказа на предприятиях, обладающих сертифицированными системами менеджмента качества.

Сформулированы основные требования, влияющие на процесс научных разработок: проблема критичности времени, требующегося для создания продукта; проблема повышения качества процессов производства и проектирования; проблемы, связанные с конкуренцией на рынке эксплуатационного обслуживания; проблемы, связанные с непосредственным снижением затрат (прямые и капитальные); вопросы качества труда в производстве и иных управленческих подразделениях. В этой связи, для того чтобы обеспечить требуемые параметры эффективности деятельности научного предприятия, обоснована необходимость использования информационных САЬБ-стандартов, предполагающих автоматизацию как процессов изготовления продукта, так и процессов их создания, подготовки производства и эксплуатационного обслуживания.

Глава 2. Корпоративные информационные CALS-стандарты (ISO-10303) при разработке и внедрении отраслевых наукоемких технологий.

Проведенный анализ научной литературы показал, что современное развитие информационных технологий позволяет решать задачи при проектировании технологических процессов как многокритериальные задачи оптимизации и формировать наиболее предпочтительные (компромиссные) проектные решения в отношении полноты, ^точности и достоверности. К таким технологиям относятся, в первую очередь, CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support — непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта). В основе концепции CALS лежит комплекс единых информационных моделей, стандартизация способов доступа к информации и ее корректной интерпретации по международным стандартам (ISO 10303 STEP). При этом обеспечиваются единообразные способы управления процессами и взаимодействия всех участников разработки.

Для работы с информацией нами используется, разработанная в «НИЦ CALS-технологий», система PDM STEP Suite 2.5. Применение международного CALS-стандарта для определения структуры данных и программных интерфейсов доступа, дает возможность параллельной работы с информацией из различных предметных областей, а также позволяет интегрироваться с любыми информационными системами. Такого потенциала для развития не представляет в настоящий момент ни одна другая PDM система.

Внедрение информационной концепции CALS на этапе «научная разработка и проектирование» проводилось для двух новых перспективных технологий:

• наукоемкое плазмохимическое производство нанодисперсного особо чистого оксида олова, разрабатываемое совместно с фирмой LOHR PLASMA (prof. M. Ivanov, France, Strasbourg);

• ресурсосберегающая технология ортофосфорной кислоты особой чистоты, разрабатываемая по гранту Европейского Сообщества ECOPHOS № INCO-CT-2005-013359.

Основным достоинством плазмохимической CALS-технологии является возможность получения ультрадисперсных и даже нанодисперсных порошков, что практически невозможно при использовании других методов. При разработке плазмохимического процесса получения нанодисперсного оксида олова особой чистоты в рамках CALS-проекта была создана типовая схема (протокол применения) - «Исходные данные на проектирование». Конструкторское электронное описание в соответствии со стандартом STEP (рис. 2.1) содержит структуру и варианты конфигурации изделия, геометрические модели и чертежи, свойства и характеристики составных частей. На элементе этой схемы приведена универсальная плазмохимическая установка, которая позволяет подавать в реактор (рис. 2.1) не только исходный твердофазный продукт посредством порошкового питателя, но и жидкофазные реагенты (хлориды и алкоксиды) с помощью специальной форсунки. Для этого CALS-проект установки (рис. 2.1) включает в себя дозатор для подачи порошка олова, распылитель для подачи плазмообразующего газа, фильтр для улавливания продукта и плазмотрон.

Plozwa-CALS std - PSM

f Файл: 'Лрввка ; 'Аид-., Настроим*

£ е* -и к >v < ча е cs1 н J»

" Навигатор , , .,

| ■ ^iMMma ■ feu QpHo IbMotK* i!

Н-1М Категории

В--Й Исходные ванные на проектирование 03-Й 01. Общие сведения о технологии 03 Й 42. Характеристика выпошаи^щш) Э Й ОЗ.Технико-экономичес"ЯШЖЭв18В

ВЗ-М 05. Техническая характе 00-Й 06. Физико-химические

® Й 0?. ХИМИЗМ. СРИЭИКО-ХИ1-В~Й 08. Рабочие технологич Щ Й 09. Материальный бала Ш Й 10. Техническая характе Щ- Й П. Математическое от Й- Й 12. Данные пля расчета | Э Й оборупование ! Й реактор

: е- @ стаыщ

| I в-5 01:ВЧЕ 1 ' Й-Ф 02:шлиф № 45

! ! озвчи

! I Ер" Зр «.Фланец

; ! РЙ~ И> 05 Блок нагру

! ф Й Фильтр

/ ¿1 тппгинкв .. .. ..

Рис. 2.1. Элемент CALS-проекта - плазмохимический реактор для синтеза оксидов особой чистоты.

По европейскому гранту ECOPHOS № INCO-CT-2005-013359 проведена разработка промышленного производства ортофосфорной кислоты особой чистоты для высокоэффективной жидкостной хроматографии - ВЖХ (работа проводилась совместно со старшим научным сотрудником ФГУП «ИРЕА» Филатовой Л.Н.). При разработке производства в рамках CALS-проекта была создана типовая схема - «Исходные данные на проектирование» (рис. 2.2).

В соответствии со стандартом по химической промышленности в структуру исходных данных входит 17 обязательных разделов. Все эти разделы занесены в CALS-проект. Подкатегория - раздел 12 «Оборудование для расчета, конструирования и выбора промышленного оборудования» содержит проектную документацию на производство, например, чертеж технологической схемы (рис. 2.2) и всю совокупность применяемого оборудования (работа по CALS-проекту проводилась совместно с аспирантом ФГУП «ИРЕА» Огородниковой Т.В.). Разработка используемой документации проводилась с применением специализированного программного обеспечения для автоматизированного проектирования «AutoCAD».

В принципиальную технологическую схему CALS-проекта установки (рис. 2.2) входят: реактор с фторопластовым покрытием для окислительной деструкции примесей (2), мерники (3, 4), поглотительные емкости (11), нутч-фильтр (1), напорная емкость (6), кристаллизатор с фторопластовым покрытием (7), сборники маточных растворов (8) и промывных вод (10), сборник готового

продукта - очищенных кристаллов (9). Все единицы оборудования являются элементами САЬБ-проекта с соответствующими чертежами и спецификациями.

Файл-' flpàei<&„ Вид. - Настр.Ьйки^. V4i!.

fe-

^ Категории

Ы- ¡Л*)! Исходные данные на проектирование 1+-' • Общие сведения о технологии

Эгг ф»^ 02. Характеристика выполненных научно-исс $ Технико-экономическое обоснование рек(

а*г ^ 04. Патентный формуляр

05. Техническая характеристика исходного с Ж- Об, Физико-химические константы и свойств; Ф 'М 07. Химизм, физико-химические основы и при!

„» г.'г

У,

jâiîi

Свойство

Обозначение: Наименование: Описание:

-"•jï <*»v л--

Значение

12.00 схема

¿3 Нирчщч f>* fnapflv. Comt Nce*f»'Лшит* tvw Cw. C-jweu ]:

[ 08, Рабочие технологические параметры про

V ^ 09. Материальный баланс производства.

10. Техническая характеристика побочных «Б 11« Математическое описание технологиче« 1Э) 12. Данные для расчета, конструирования, В 1й Оборудование

; $ 8 ЙШ^йу!

' Ш ^ 12.01: Нутч-фильтр

; ей 8 12.02: Реактор

; $ •• § 12.03: Мер.чик окислительной смеси

) ^ 12.04: Мерник воды

; № • § 12.05: Сборник горячей воды

3? - <§> 12.06: Напорная емкость

К §1 12.0?: Кристаллизатор

| № - Ц> 12.08: Сборник маточного раствора

3?- $ 12.09: Сборник

| Ш с(р 12.10: Сборник промывных вод

Н-! • ® 12.11: Поглатительные емкости

Ж-

13. Рекомендации для гроектироеакия авте*

î-^'.ii* nr.h'-irrî"^

Овоз. Нсименсвоние д

ксн* сзряеа raw

en/Mi

т нейтрализацию

Но На

а Su Г

•a'. ■

Рис. 2.2. Элемент САЬБ-проекта «Исходные данные на проектирование», (подкатегория №12 «Технологическая схема производства ортофосфорной кислоты ОСЧ»).

Анализ научной литературы показал, что многие технологии особо чистых веществ представляют потенциальную опасность экологии окружающей среды из-за вредных выбросов или накопления отработанных реагентов. Однако, разработанная на основе концепции CALS технология получения ортофосфорной кислоты не требует как защиты от газовых выбросов, так и обезвреживания сточных вод, т.е. является экологически безопасной.

Таким образом, применение в пилотных проектах методов компьютерного моделирования и прогнозирования позволяют создать оптимальную гибкую структуру многопрофильного наукоемкого высокорентабельного производства. Внедрение информационных CALS-технологий для проектирования оборудования, используемого в химической промышленности, позволяет обеспечивать потребителя продукцией не только с высокими техническими характеристиками, но и обеспечить полное послепродажное сопровождение, включая документацию в электронном виде.

Разработанные для наукоемких технологий программные CALS-модули современного научно-производственного оборудования переданы в ряд научно-производственных организаций (ЗАО «Альфа-Консоль», НПФ «ВИНАР» и др.).

Глава 3. Разработка информационно-аналитической CALS-системы для аналитического мониторинга качества особо чистых веществ и материалов.

Для создания программного комплекса аналитического мониторинга качества особо чистых веществ и материалов проведены системные исследования, в результате которых выделены основные факторы, определяющие актуальность данной работы. Факторы структурированы на двух уровнях: внешние и внутренние. К внешним факторам отнесены требования, предъявляемые международной организацией по стандартизации (ISO), а также особые условия, появляющиеся в результате ратификации Киотского протокола и в свете вступления России в ВТО. Кроме того, к внешним факторам относятся требования со стороны государственных органов к предприятиям химического сектора. На внутреннем уровне систематизации сосредоточены следующие данные: нормативно-методическая и справочная информация о веществе (ГОСТ, ТУ и т.д.); нормативно-технологическая информация на производство; метрологические данные об оборудовании и средствах измерения, а также кадровая информация и экономические производственные данные.

На первом этапе работы был проведен маркетинговый анализ существующих коммерческих программных продуктов, созданных для управления информацией в аналитической лаборатории (LIMS-системы). Оценка эффективности внедрения LIMS-систем проводилась по следующим основным критериям: затраты на приобретение лицензий, затраты на разработку, внедрение и сопровождение системы. В случае использования готовой системы затраты на разработку представляют собой затраты на доработку систем до требуемого уровня функциональности.

Разработана классификация рассмотренных систем по различным критериям: по функциональным возможностям, по уровню сложности, по возможностям настройки, по стоимости внедрения, по принципам построения технической структуры системы, по типу используемой СУБД. По всем критериям были отмечены существенные недостатки: высокая стоимость исходных программных продуктов; значительные затраты на доработку системы и обучение персонала; слабая адаптированность системы к специфике технологии химических реактивов и особо чистых веществ, а также отсутствие базы нормативно-технической и справочно-методической документации.

В связи с этим, была проведена разработка КМК-системы аналитического мониторинга химической продукции на базе самого современного на сегодняшний день международного CALS-стандарта ИСО 10303. Использование этого стандарта позволило создать единое информационное пространство системы качества для всего производственно-аналитического цикла: маркетинг, разработка, производство, эксплуатация и ремонт, реализация и сбыт.

Разработана информационная модель системы качества (рис. 3.1). Система имеет иерархическую структуру баз данных. Выделены три основные информационные категории: «Анализируемое вещество»; «Процедура анализа» и «Выходная документация». Разработанная информационная структура позволя-

ет выбрать оптимальные методы аналитического контроля для максимально точного определения качественных характеристик анализируемых продуктов.

На основе информационной модели (рис. 3.1) разработан программный комплекс САЬ8-проекта аналитического мониторинга. Интерфейс программы выполнен с учетом оптимальности работы пользователя. Для каждой стадии функционирования системы разработаны специальные процедуры и экранные формы, включающие комплекс современных элементов представления информации и взаимодействия с пользователем.

г АНАЛИЗИРУЕМОЕ ВЕЩЕСТВО

название

молекулярная формула

- физико-химические св-ва

фазовое состояние

квалификация/ марка |

— реактивная (ч, чда, хч)

- товарный продукт

упаковка

тран ел ортиров ка

хранение

^ показатели качества

ПРОЦЕДУРА АНАЛИЗА

подготовка проб

пробоотбор

вскрытие проб

концентрирование

анализ осн. вещества

титриметрия

гравиметрия

| методы определения микропримесей I

масс-спектралъные

| хроматографические | другие

неселективные МА (ж. г) Обработка полученных результатов

осн. вещество

ВЫХОДНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

— контролир. примеси

1— взвешенные частицы (г, ж)

оп ь

протокол испытания

паспорт продукте

сертификат

Рис. 3.1. Структура информационной модели аналитического мониторинга.

САЬБ-проект включает в каждую категорию несколько иерархических подкатегорий для декомпозиции инфорхмации по соответствующим критериям. На основании этого в первую категорию «Анализируемое вещество» включены подкатегории: «органические» и «неорганические», каждая из которых включает в себя группировки более низкого уровня: «кислоты», «соли», «оксиды», «основания» и другие классы химических соединений и простых веществ (рис. 3.2).

Выбранная структура классификации особо чистых веществ соответствует применяемому Общероссийскому классификатору стандартов (ОКС), входящего в состав Единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации (ЕСКК) Российской Федерации. Классификатор гармонизирован с Международным классификатором стандартов (МКС) и Межгосударственным классификатором стандартов.

Информация о современных методах анализа и оригинальных способах пробоподготовки химических реактивов и особо чистых веществ имеет сущест-

венное значение при создании конкурентоспособных технологий особо чистых материалов. Поэтому, в информационную систему занесены различные аналитические методы, применяемые как для анализа основного вещества, так и микропримесей, требования к содержанию которых систематизированы на следующих двух уровнях: качественный (определение примесей, содержание которых необходимо контролировать, входной контроль сырья); количественный (уровень контролируемой концентрации для каждого вида примеси).

ШМЩ

: Феи I ~£р«вкд

г вичТ'.^

'НГавигаН-ою1-

&ЙГ 'Нвсгфойки

Л, *1

I ■деоиотзд,

в-и

Категории

|а 1. Объекты анализа (вещество) ;

Йг Цй исходные продукты (реактивн. квалисрик./

Обозначение: | Наименование;

¿мочение

неорганические ф- & алкоксиды Ш кислоты 71.060.30 ф-ЙЗ оксиды 71.060.20 ф Л основания 71.060.-10 соли 71.060.50

ка

келий хлористый

К .С1: к а л и Г1 * п о р и с т ы й

! 83-

В- ЦЦ калий хлористый ГОСТ 1234-77

I I ®

) В-й

А12504:сульсрат алюминия I хим. элем

££ органически!

2. Метод анализе

3. Примесь ЁЫЙ 4. Документация

} ^арактераетйк.в;'"'

ЗНечениё';

барий 0.001

железо............ _ _ ; 0.0001

кальций 0.001

массовая доля в прокаленн...] 99.8 _ массовая доля^ нераствори...! 0.005

укппк^

а^верж^йШ'-й ^ 'Замвнай У.

Щ-

~]5

ГОСТ 10465-75 (мышьяк) Г ОСТ 10555-75 (железо) ГОСТ 10671.4-74 (азот) Г ОСТ 10671.5-74 (сульф... Г ОСТ 10671.6-74 (фосф.. ГОСТ 12.1.007-76 Г ОСТ ! 7319-76 Ст'яжв»: Г ОСТ 27025-66 ГОСТ Звв5-7Э (КО) ГОСТ 3835-73 (калий хл7_ ГОСТ 3885-73 ^паковка...

Определение массовой доли мышьяк; | Определение массовой доли железе Определение массовой доли общего ^Определение массовой полисульфа. Определение массовой доли фосфат

^ПДК.»пористого калия_______

Определение массовой доли тяжелы Обшие указания по проведению анал.

¡ Отбор пробы.................. . ............. __

;Правилаприемки .... '

; Упаковка и транспортировка препаре

¡со.

ЮН)

Я.......-

I 0.00004 "0.2

1 0.0005 ! 0.5 | 0.0005 | 0,002 : о.ооз ' о.оог.....

! 0.0005" : 0.0012

Рис. 3.2. Элемент САЬБ-проекта по категории «Анализируемое вещество».

Для определения содержания основного вещества в САЬБ-проект (рис. 3.3) введены такие абсолютные («прямые») аналитические методы, как гравиметрия и титриметрия, часто применяемые в практике вследствие их простоты. Также в САЬБ-проект введены относительные («косвенные») аналитические методы. Показано, что высокая погрешность этих методов (спектрофотометрических, хроматографических) обусловлена необходимостью работы с очень маленькими навесками анализируемой пробы, а в фотометрии - с высоким разбавлением анализируемого раствора. Для задачи определения неорганических примесей в неорганических или органических соединениях, в САЬБ-проект включены широко известные методы: спектрофотометрические, полярографические и др.

Разделение в САЬБ-проекте функций между классическими химическими и инструментальными методами позволило существенно снизить границы определяемых содержаний, осуществить возможность автоматизации и машинную автоматическую обработку полученных данных (рис. 3.3), значительно увеличить производительность аналитических методов при сохранении высокой точности и надежности.

> Anolilic.o - PSM

gj орг. вещества прочие Sp- ЭЙ органические азотные соединения 18-Й органические кислоты Ш §Ё1 сложные эсриры Щ fet спирты, эфиры Ш-ÜÖ Фенолы 2. Метод анализе

2.1. Подготовка пробы к анализу tg §3 лробоотбор S-fcl пробоподготовк,^»^- ¿Ä- с^»- Vwl

S |ä концентриво.^ЮСМШММИМИМНИМ tä гравиметрия ; . Есаулы»»

Опеикмт k

VilwiilipKViSy ■ Ряжи« герц vV

0пйр»тер ; Vr йароятмость довсрмтопьм'ог'о' .

> Длимого - - •. - , ■: 1

'Ооьаипрчбиг ,,

- Nm Mncfi ■ .

- ; ■ 'Суметом аолвьтай.проби i » -¿«■»«fPW.:'

]Нет

1 0.950 L-L. ..^ ;......

вкг/п ¿jU V

1 5 -МЬЙ.-' .г ;

'J 1

3 1 •л'. .■' .У

| 1.00ÜÜ У ' 'V

Щ мпсс-спектрометри

ф- титриметрия j Й' Sä хроматография ! j i Ш газовая 1"J

i E(3 Sä) гоэождкостная ,, ь.

; (..

Ш llä электрохимические ' 3. Примесь V*

(1»«- Иитс-тр«« |СОНЦв1ПрвЦМЧ» ИКГ/Я

¿-■1Э Документация ф- Ё) ГОСТ

п * Öi : . ии*,.: . . мнгкгрлл

Q ÜÜ48з :>~0Ш00й OHflOO Ulli

: . о.оо st • ООЩЗ Vp.QQOO» . "O.OOOtt .V

' 0Qll9 0.0020 0:0QQU .*. довро ,

QjJUfli »dm? - o.oooo ooooa

, 0 0033 .'.' -ff.0000" DOWW !«<Wfc« -

ПО 060 0 0ÜÜ2 ÜOöüü ! n.eouo ■ • i

t » t. ••

, !

» OSJO

Срсинне энвчешчя < О ОСОЧ . C' ClflOII-

:1>'.|>№0 .

.ДеьГьЖШШ • ".;1r,nQ09* ü DOOO- 1 0.0000 «X*- ,95.3* •-:r.D.Qß- ' ' 'O.OQ V

ШШЯШШШШШШ&

¿г.f-^'и^Шрй^■ M'

Программе нагрева печи Название ПИП: Cr_1

Этап Врем Температур* Испарение: нарастание 9 с аынержк« 9 с 60 *С пнролиа 1: ияресгемме 9 с еыдаржге 9 е 70 'С Пнролна 2: нарастание 9 с аыиержка 9 с 300 'С Пмроана 3: нарастание 0 с выдержка 1 е 900 *С < ЦАтомнаация: нарастание f выдержки Очистка: нарастание аыдержка

0 не

8Ü0NC

0 ис

2500 мс

Уна лить

пКп"

^.Дналнг. уо*овн«..

Рис. 3.3. Элемент САЬ8-проекта по категории «Методы анализа» (атомно-абсорбционная спектофотометрия с электротермической атомизацией пробы)

Разработанный типовой САЬБ-проект — совокупность функциональных моделей, содержащих описание выполняемых этапов жизненного цикла образца (пробы) в Аналитическом испытательном центре. В рамках пилотного САЬБ-проекта эти модели представляют собой типовые компьютерные структуры: «маркетинг», «проектирование», «производство», «эксплуатация и ремонт» и др.

При реализации этапа САЬБ-проекта «Маркетинг» рассмотрены мероприятия, направленные на изучение рынка особо чистых веществ: сравнение выпускаемой продукции с аналогами российского и зарубежного производства; определение запросов и требований к качеству потенциального заказчика; определение мероприятий необходимого аналитического контроля без излишней детализации паспортных данных продукта; выявление мер, направленных на усовершенствование используемых технологий и продвижение продукта на рынок; исследование запросов потребителей и возможностей производителей по контролю лимитирующих примесей: изучение их влияния как на свойства особо чистого вещества, так и на работу устройства, сконструированного на его основе.

На этапе САЬЭ-проекта «Проектирование» внесены основные существующие методики отбора проб, их вскрытия и исследования, а так же разработана типовая компьютерная форма, которая в дальнейшем может быть использована для создания новых и усовершенствования перспективных методик.

Этап САЬБ-проекта «Производство» представляет собой проводимые лабораторные исследования (категория "методы анализа"), Так же данный этап

включает внутренний и внешнии аудит качества результатов анализа в соответствии с метрологическими требованиями, в том числе и по статистической обработке результатов.

«Эксплуатация» - это комплекс мер и документации по использованию применяемого оборудования и его обслуживанию. Так же в этот этап введены элементы «Утилизации», к которым относится комплекс нормативно-технической документации по уничтожению исследованных и контрольных образцов, представляющих опасность по своим свойствам: токсичность; взрыво- и пожароопас-ность; вещества, состав, а также синтез которых представляет коммерческую или государственную тайну; порядок списания или уничтожения аппаратуры.

Информация на этапе САЬБ-проекта «Ремонт» структурирована на трех уровнях: неисправность аналитического оборудования; причина неисправности; способ устранения неисправности.

СЛЬБ-система позволяет легко находить по типовой структуре классификации рассматриваемое вещество заданной квалификации. Затем, по каждой контролируемой примеси осуществляется переход к нормативной документации по ее определению. Это позволяет сразу получить информацию о применяемом методе анализа и используемом аналитическом оборудовании с последующей выдачей типовых выходных документов (рис. 3.4).

, Ало!П1Сй - РЗМ

$3 альдегиды и кетоны I ангидриды

| ^ 13 вроматичесхие углеводороды ! Ф-Й галогензамещенныеугяеводороды | орг.веществапрочие

| органические вэстные соединения

Е£Ь1Э органические кислоты ' Ф к) сложные Эфиры I Щ 'Й спирты, эфиры ! Ш & фенолы Ё! || 2. Метод анализа ф Ь 3. Примесь В-& 4. Документация

3! Ь ГОСТ Ш ЙТУ Ф Й инструкции ф Й методические указания Э Й типы выходных документов ЕЕ входной контроль сырья инспекционный контроль Щ-Й контрольная задача ф пасгоот псопукта

технологический контроль

«V

______| . г ^ . ..... . ....

Наименование: сертк

I I......

СИСТЕМА. СЕРТИФИКАЦИИ ГОСТ £ ГОССТАНДАРТ РОССЕД

сертификат соответствия

Л РОСС ОТ. ЛИ1

| ^аш'аюг

ОирчВ Вщ впД^ £аргйс 760 да й*« * **

* ЧЙЬ «> <* " ЩЗЯ * ш " 3

" * ТпиМмКомг *«!♦ Ц'Ш С -рт Д

---------"шав"

1ки»т

» 23 в* 2611.2003 г.

I. г!?6'» г ••» « и » м Й"4

. ? ..¿льЛ* ^«Л-л . .Су, -Ч»**. ка.у^г »

1Щ 1

1Ъ*«х (мА —~ Ьмм Мет «оепео* (МПММММ. "нц""^ !

им^ЩтЧШ

2 4 * t > !

1 Ьмоойма > »1—1 ерофдт а-Иеор« ГОСТ иэб^ь ЯмямкШ ВвуимоД »«к ГОСТ 12866^, а. 4Д Кга» теад*"« 1

«4

Рис. 3.4. Элемент САЬБ-проекта по категории «Документация» (протокол испытаний, сертификат соответствия).

Элемент САЬБ-проекта по категории «Документация» содержит следующие формальные группировки: нормативная документация (включающая в себя ГОСТы, ТУ, инструкции, методические указания и т.д.) и выходная документация (основные типовые отчетные формы по каждому виду проведенных аналитических исследований, сгруппированных по целевому признаку).

Разработанная информационная КМК-система применена для автоматизации аналитических исследований в производстве ортофосфорной кислоты особой чистоты для ВЖХ (рис. 3.5). Исследования проводились по гранту Европейского Сообщества ЕСОРНОБ № ШСО-СТ-2005-013359.

Файл

¡S

Правке гбид.настройки ,?

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Жданович, Ольга Анатольевна

Введение.

Глава 1. Разработка корпоративной системы компьютерного менеджмента качества отраслевой научной организации.

1.1. Международные корпоративные стандарты в отраслевом научно-исследовательском институте химического профиля

1.1.1. Комплексный анализ отраслевой химической науки

1.1.2. Международная концепция управления качеством

1.2. Управление информационными ресурсами отраслевого НИИ на основе стандарта ИСО

1.2.1. Системный анализ структуры информационных 28 потоков по инновационной деятельности в отраслевом НИИ

1.2.2. Разработка обобщенной карты процессов научно-исследовательской деятельности в системе качества

1.2.3. Алгоритм формирования системы менеджмента качества отраслевого

1.3. Использование CALS-технологий в менеджменте качества. 40 1.3.1. Задачи, решаемые при помощи CALS-технологий 43 1.3.3. Анализ экономической эффективности.

1.4. Разработка оптимальной компьютерной системы управления качества отраслевой НИИ на платформе 1С.

Глава 2. Корпоративные информационные CALS-стандарты (ISO 10303) при разработке и внедрении отраслевых наукоемких технологий.

2.1. Современное состояние проблемы внедрения концепции CALS в химическом комплексе.

2.1.1. Структура информационных потоков процессов пропроектирования и разработки на основе концепции

CALS. Сравнительный анализ существующих PDM-систем 2.1.2. Методология разработки проекгно-конструкгорской документации в стандартах CALS. Пилотные проекты.

2.2. Плазмохимический синтез нанодисперсных особо чистых веществ

2.2.1. Общие сведения о плазмохимии в технологии ОСЧ.

2.2.2. Разработка CAlS-проекта технологии.

2.2.3. CA1S -модель термодинамического анализа оксида Sn

2.3. Разработка пилотного CALS-проекта процесса получения ортофосфорной кислоты «ОСЧ 10-4»

2.2.1. Анализ технологии получения фосф. ОСЧ.

2.2.2. KAJIC-проект технологии.

2.2.3. Элементы KAJIC-проекга по оборудованию.

3.1. Построение архитектуры КМК-системы.

3.1.1. Разработка информационной модели

3.1.2. Сравнительный анализ LIMS-систем

3.2. Аналитический мониторинг качества особо чистых веществ и химических реактивов

3.2.1. Построение архитектуры для категории «Вещество»

3.2.2. Пилотный CALS-проект по аналитическим исследованиям

3.3. Элементы пилотного CALS-проекта

3.4. Мониторинг качества ортофосфорной кислоты

Выводы.

Введение 2006 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Жданович, Ольга Анатольевна

Актуальность проблемы.

Кризисные явления российской экономики переходного периода привели к появлению ряда системных проблем в научном комплексе России. И если академической и ВУЗовской науке тяготы экономической трансформации помогла пережить стабильная государственная поддержка, то сектору прикладных научных исследований приходилось рассчитывать только на собственные силы.

В тоже время, основной чертой современной экономики и экономики химической промышленности, в частности, является интеллектуализация капитала. В связи с чем, усиливаются требования к инновационному потенциалу, к его вооруженности системой как базовых, фундаментальных знаний, так и творческих, креативных возможностей.

Отраслевая наука - основное связующее звено между фундаментальными исследованиями и их промышленной реализацией, объединяет и реализует взаимосвязь между научными, экспериментальными, учебными и теоретическими направлениями работ.

Несмотря на снижение экономической эффективности функционирования отраслевой науки, роль ее в отечественной экономике остается чрезвычайно важной. Причем, по мнению экспертов, именно химическая отраслевая наука имеет потенциал в ближайшее время стать на путь инновационного развития и определять его стратегические направления. Кроме того, отраслевая наука и ее основная структурная единица - отраслевой научно-исследовательский институт - основное связующее звено между фундаментальными исследованиями и их промышленной реализацией, объединяет и реализует взаимосвязь между научными, экспериментальными и учебными направлениями работ.

Однако, доля научной продукции и услуг России на мировом экспортном рынке крайне низка. Одна из причин — отсутствие у научных предприятий международных сертификатов качества и сопроводительных материалов, оформленных в соответствии с международными требованиями, в том числе отсутствие документации в электронном виде. Сложность этого процесса заключается в том, что отечественные стандарты по документообороту ориентируются на "бумажную" технологию подготовки технической документации, а стандарты ISO - на электронную. Поэтому, внедрение международного стандарта управления качеством ISO 9000 и применение современных информационных CALS-технологий (ISO 10303) в научно-исследовательском институте позволяет приблизиться к общепринятым мировым стандартам корпоративного управления и организационно-финансовой прозрачности и сделать высокотехнологичное предприятие более конкурентоспособным и привлекательным для инвестиций.

Использовании единой корпоративной информационной среды позволяет повысить эффективность управления информацией за счет преодоления коммуникационных барьеров между исполнителями бизнес-процессов, обеспечения обмена конструкторскими и производственными данными, поставки оперативных данных для расчета потребности в материалах, создания электронных справочников по эксплуатации и т. д.

Происходящие процессы обуславливают необходимость поиска и внедрения новых подходов, форм и методов эффективного управления в условиях ограниченности ресурсов. Поэтому, необходимо использовать позитивный международный опыт применения стандартов по управлению качеством серии ISO 9000, основанные на современных информационных технологиях (CALS-стандарты).

Виду того, что существующие на сегодняшний день предприятия прикладного сектора науки оказались вполне конкурентоспособны, первоочередной актуальной задачей является создание информационной системы, гарантирующее высокое качество проводимых научных разработок, на базе международных стандартов. На основе чего производится комплексная оценка компонентов, составляющих инновационный потенциал предприятия, его ресурсов. Кооперация основных востребованных стандартов, ратифицированных в России (ГОСТ Р ИСО 9000-2001, ГОСТ Р ИСО 10303) на базе современных компьютерных технологий (концепция CALS) позволяет создать единый информационный поток, обеспечить непрерывность производственного цикла и повысить конкурентоспособность наукоемких высокотехнологичных разработок на мировом рынке.

Реализация CALS-технологий в отечественной промышленности — это внедрение современных средств обеспечения качества и конкурентоспособности производимой наукоемкой продукции, что является главным условием достижения стабильных успехов предприятия в условиях рыночной экономики. Поэтому применение современных информационных технологий в прикладных научных исследованиях — это шаг к успехам в XXI в и возможность сохранения России как мировой индустриальной державы.

Основные разделы диссертации выполнялись в рамках конкурсного проекта Минпромэнерго России № 0410.0810000.05.039д «Разработка индикаторов инновационного развития химического научно-промышленного комплекса России», а также при частичной поддержке европейского гранта ECOPHOS № 013359 (INCO).

Цель работы состоит в разработке методических основ и семейства информационных технологий системного анализа и управления отраслевыми научными организациями химической и нефтехимической промышленности на основе международных корпоративных стандартов качества ГОСТ Р ИСО 9000 и ГОСТ Р ИСО 10303. Работа включает в себя три комплекса задач:

• разработка общей методологии внедрения корпоративных стандартов качества ИСО 9000 в отраслевой научной организации химического комплекса;

• адаптация и внедрение информационных CALS-стандартов ИСО 10303 STEP при разработке перспективных наукоемких химических производств;

• разработка системы компьютерного аналитического мониторинга качества химических реактивов и особо чистых веществ на основе международных стандартов ИСО 10303.

Научная новизна.

Проведен системный анализ объекта исследования и выделены ключевые этапы по созданию информационно-аналитической системы управления качеством научно-инновационных проектов на базе отраслевого научно-исследовательского института и сформирована оптимальная организационная структура. Формализовано описание основных процессов, составляющих жизненный цикл научных исследований и на основе многокритериального декомпозиционного подхода разработаны иерархические структуры основных процессов. Проведенная классификация целей управления качеством по объектному признаку; создана иерархическая структура информационной системы комплексного анализа и управления службы качества отраслевого НИИ.

Проведен маркетинговый анализ существующих программных комплексов для управления информацией в аналитической лаборатории по основополагающим критериям. Разработана архитектура информационной системы для компьютерного мониторинга качества особо чистых веществ и химических реактивов для основного информационного объекта «Вещество», а также разработаны основные процедуры электронного представления данных для информационных объектов «Документация» и «Методы анализа». Разработана типовая компьютерная процедура по контролю качества особо чистой фосфорной кислоты, включая лимитируемые примеси, методы их пробоподготовки и анализа, а также выходную техническую документацию.

Практическая значимость.

Глобальная информационная сеть, созданная на базе локальных подсистем комплексного анализа и управления кадровыми, финансовыми и материальными ресурсами отраслевого НИИ внедрена в технологических и функциональных подразделениях ФГУП «ИРЕА».

Программные комплексы современного научно-производственного оборудования отраслевого НИИ (ФГУП «ИРЕА»), созданные на основе информационной CALS-технологии, переданы в научно-производственные организации (ЗАО «Альфа-Консоль» и НПФ «ВИНАР»).

Программные модули CALS-проекта по технологическому оборудованию производства фосфорной кислоты вошли в результаты работы по европейскому гранту ECOPHOS № 013359 (INCO).

Имитационный комплекс CALS-проектирования передан в РХТУ им. Д.И.Менделеева для использования при обучении студентов факультета "Кибернетика химико-технологических процессов".

Для успешного развития в условиях рыночной экономики научно-исследовательского института необходимо обеспечить комплексность и целенаправленность совместных усилий административного аппарата и ведущих ученых внутриинституского научного сообщества для перехода на инновационный путь развития.

Структурообразующими блоками в рассматриваемой работе являются проекты, структурированные по этапам инновационного цикла: «Управление качеством научных разработок», «Разработка технологий (проектирование)» и «Мониторинг качества продукции».

Задачи, рассматриваемые в блоке «Управление научными разработками» - поддержание и развитие среды генерации перспективных научных разработок на основе МС ИСО 9000; осуществление проблемно-ориентированных поисковых исследований прикладного и фундаментального характера, создание технологической базы для реализации проектов мирового уровня, подготовка и управление кадровым и иными ресурсами.

В блоке «Разработка технологий» рассматривается проектирование конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынке технологий, имеющие высокий коммерческий потенциал и обеспечивающих получение продукции, превосходящей по качеству мировые аналоги. Разработка проводилась на базе современного CALS-стандарта.

Блок «Мониторинг качества продукции» включает системный анализ объекта исследования, создание оптимальной архитектуры для основной категории и типовых пилотных проектов для основных этапов проведения анализа.

Заключение диссертация на тему "Управление информационными ресурсами отраслевой научной организации на основе международных стандартов"

ВЫВОДЫ.

1. Проведен системный анализ объекта исследования и выделены ключевые этапы по созданию информационно-аналитической системы управления качеством научно-инновационных проектов на базе отраслевого научно-исследовательского института, сформирована оптимальная организационная структура для внедрения систем менеджмента качества.

2. Проведенная классификация целей управления качеством по объектному признаку. На основе литературного анализа предложены основные элементы соответствия химической продукции международному стандарту (МС) качества ISO 9000 в рамках CALS-технологий; проведена разработка и внедрение на основе формализованного описания бизнес-процессов системы обеспечения качества в соответствии с требованиями МС ИСО серии 9000.

3. На основе многокритериального декомпозиционного подхода разработаны структуры основных процессов, формализовано описание основных процессов, составляющих жизненный цикл научных исследований. Применение современных информационных стандартов позволяет оптимизировать взаимодействие всех участников жизненного цикла.

4. Создана иерархическая структура информационной системы комплексного анализа и управления службы качества отраслевого НИИ, внедренная в технологических и функциональных подразделениях ФГУП «ИРЕА».

5. Проведен анализ научно-исследовательских работ, опубликованных в области CALS-технологий и разработана оптимальная стратегия внедрения концепции CALS в высокотехнологичном наукоемком предприятии химического сектора. Полученные результаты вошли в конкурсный проект Минпромэнерго России №

0410.0810000.05.039д «Разработка индикаторов инновационного развития химического научно-промышленного комплекса России».

6. Разработана методология компьютерного представления проектно-конструкторской документации в международном информационном CALS-стандарте ISO 10303 (STEP) и разработаны типовые структуры для проектной документации в электронном виде «Исходные данные на проектирование» в рамках пилотных проектов по ряду наиболее перспективных технологий: плазмохимического процесса получения особо чистого нанодисперсного оксида олова и процесса получения ортофосфорной кислоты особой чистоты для жидкостной хромотографии. Элементы информационного CALS-проекта по технологическому оборудованию производства ортофосфорной кислоты вошли в результаты работы по европейскому гранту ECOPHOS № 013359 (INCO). Программные модули современного научно-производственного оборудования отраслевого НИИ (ФГУП «ИРЕА»), созданные на основе информационной CALS-технологии, переданы в научно-производственные организации (ЗАО «Альфа-Консоль» и НПФ «ВИНАР»).

7. Для разработки КМК-системы особо чистых веществ и материалов проведен сравнительный маркетинговый анализ существующих программных комплексов для управления информацией в аналитической лаборатории по основополагающим критериям;

8. На основе CALS-технологий разработаны теоретические основы и программный комплекс информационной системы для компьютерного мониторинга качества особо чистых веществ и химических реактивов для основного информационного объекта «Вещество», а также основные процедуры электронного представления данных для информационных объектов «Документация» и «Методы анализа».

9. Применение концепции CALS в пилотном проекте позволяет создать базу для внедрения компьютерных систем менеджмента качества, существенно сократить время аналитических исследований и повысить качество (достоверность результатов) проводимых работ. Выбранная информационная технология позволяет создать не только эффективную систему контроля качества продукции, соответствующую международным стандартам, но и успешно интегрироваться в систему управления производством.

10. В рамках европейского гранта ECOPHOS № 013359 (INCO) разработана типовая компьютерная процедура по контролю качества особо чистой ортофосфорной кислоты, включая лимитируемые примеси и т.д.

11. Имитационный комплекс CALS-проектирования передан в РХТУ им. Д.И.Менделеева для использования при обучении студентов факультета «Кибернетика химико-технологических процессов».

12. Разработана структура оптимального информационного обеспечения концепции CALS в химической промышленности, на основании которой в сети Интернет создан научно-технический Web-сайт «CALS-химия», являющийся важнейшим элементом обучения специалистов и внедрением CALS-технологий в химическом и нефтехимическом комплексе России.

Библиография Жданович, Ольга Анатольевна, диссертация по теме Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

1. Стратегия развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года. // «Вестник Совета Федерации». 2006 г. № 3.

2. Санду Р.А. «Системный анализ основных фондов отраслевой науки (на примере химической и нефтехимической промышленности: 1997-2004 гг.)» // Автореферат кандидатской диссертации (технические науки). 2005. 16 с.

3. Концепция инновационной политики Российской Федерации на 20022010 годы. // «Вестник Совета Федерации». 2006 г. № 2.

4. Бирюков A.JL, Савостова T.JL Управление инновационной деятельностью в технических университетах // Химическая промышленность сегодня. 2006. №4. С. 10-14.

5. Распоряжение Правительства РФ от 30.11.201 №1607-р «Об основных направлениях реализации государственной политики по вовлечению в хозяйственный оборот результатов научно-технической деятельности».

6. Бузник Б.М. Ренессанс отечественной химии// Наука и жизнь. 2005. №7. С.20-28.

7. Программа переподготовки управленческих кадров для народного хозяйства Российской Федерации. Федеральная комиссия по организации подготовки управленческих кадров. 2004. - URL: http://skpk.hse.ru

8. Иванов И.В., Баранов В.В., Лысак Г.И., Кирсанов О.В. Высокотехнологичные предприятия в эпоху глобализации. М. Альпина Паблишер. 2003. 416 с.

9. Антология русского качества. М.: Редакционно-информационное агентство "Стандарты и качество", 2000.

10. Антонов Г. А. Основы стандартизации и управления качеством продукции: Учебник. В 3-х частях. СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 1995.

11. Гличев А. В. Основы управления качеством продукции. М.: РИА "Стандарты и качество", 2001. 243 с.

12. Крылова Г. Д. Зарубежный опыт управления качеством. М.: Изд-во стандартов, 1992. 381 с.

13. Окрепилов В. В. Управление качеством: Учебник. М.: Наука, 2000.

14. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

15. ГОСТ Р ИСО 9001-2001. Системы менеджмента качества. Требования.

16. ГОСТ Р ИСО 9004-2001. Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.

17. Исикава К. Японские методы управления качеством / Пер. с англ. -М.: Экономика, 1988.

18. Лапидус В. А. Всеобщее управление качеством (TQM) в российских компаниях. М.: ОАО "Типография "Новости", 2000.

19. Герасимов Б.И., Злобина Н.В., Спиридонов С.П. Управление качеством: учебное пособие. М. КНОРУС. 2005. 272 с.26. Никифоров

20. Управление качеством: Учебник для вузов / С. Д. Ильенкова, Н. Д. Ильенкова, В. С. Мхитарян и др.; Под ред. С. Д. Ильенковой. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998.

21. Фатхутдинов Р. А. Конкурентоспособность организации в условиях кризиса: экономика, маркетинг, менеджмент. М.: Издательско-книготорговый центр "Маркетинг", 2002.

22. Bessarabov A.M., Malyshev R.M., and Dem'yanyuk A.Yu.// CALS-Based Information Model of the Technology of Biologically Active Additives of a New

23. Generation.// Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2004. Vol. 38, No.3. P. 322-327.

24. Бессарабов A.M., Авсеев A.B., Авсеев B.B., Кутепов A.M. Информационные технологии в промышленности химических реактивов и особо чистых веществ // Журнал «Теоретические основы химической технологии». 2004. Т.38, №2. С.229-233.

25. Трофимов В.В., Иванов В.Н., Казаков М.К., Евсеев Д.А., Карпова B.C. Управление проектами с Primavera: Учебное пособие/Под ред. проф. В.В.Трофимова. СПб.:Изд-во СПбГУЭФ, 2006.-216с.

26. Овсянников М.В., Сумароков С.В. CALS повышает конкурентоспособность изделий. PCWeek/RE. 2001. №23 . стр. 21-25.

27. Руководящий документ Госстандарта РФ "Методология функционального моделирования IDEF/0"

28. В.В. Репина и В.Г. Елиферова «Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов».

29. Мазур И.И., Шапиро В.Д. «Управление качеством». Учебное пособие. М. Омега-Л. 400с.

30. Постановление Правительства РФ от 2 февраля 1998 г. № 113.

31. Руководство для организаций-участников конкурса 2005 года // Совет по присуждению премий Правительства Российской Федерации в области качества. Госстандарт России, 2006. URL: http://www.vniis.ru

32. Международные стандарты ИСО 14000. Основы экологического управления. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 1997.

33. Фейгенбаум А. Контроль качества продукции: Пер. с англ. М.: Экономика, 1986.

34. Фридман П. Контроль затрат и финансовых результатов при анализе качества продукции. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1997.

35. Иван Рогожкин Отраслевые вертикали "1С" /PCWeek/RE, №19, Июнь, 2006

36. Ольга Блинкова Автоматизация МНПЗ на базе продуктов "1С" / PCWeek.ru45. №46. Разработка приложений. Интернет-технологии для работы с "1С:Предприятием" 2000

37. Бессарабов A.M., Афанасьев А.Н. CALS-технологии при проектировании перспективных химических производств //, Журнал «Химическая технология». 2002. №3. С.26-30.

38. Афанасьев А.Н., Бессарабов A.M. CALS-технологии в химической промышленности // Сб. «Успехи в химии и химической технологии»: Вып XIV: 4.1. (МКХТ-2000)/РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2000. С.89-90.

39. Бессарабов A.M., Афанасьев А.Н., Ефимова В.П. Перспективы внедрения в химическом комплексе международных компьютерных CALS-технологий // Сб. трудов 1-й Всероссийской научно-практической конф.

40. Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела", Уфа, 21-24 ноября 2000г., с.7.

41. Бессарабов A.M., Малышев P.M., Демьянюк АЛО. Информационная модель технологии биологически активных добавок нового поколения на основе концепции CALS // Журнал "Теоретические основы химической технологии". 2004. Т.38. №3. С.343-348.

42. Бессарабов A.M., Ефимова В.П., Демьянюк А.Ю. Концепция CALS при разработке систем автоматизированного управления // Журнал «Приборы и автоматизация». 2002. №10. С.48-54.

43. Bessarabov A.M., Avseev A.V., Avseev V.V., and Kutepov A.M. // Information Technologies in the Industry of Chemical Reagents and Special-Purity Substances // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2004. Vol. 38, No.2. P.214-218.

44. Бессарабов A.M., Афанасьев A.H., Ефимова В.П., Рябенко E.A. CALS-технологии и их внедрение в химическом комплексе России // Журнал «Химия и рынок». 2001. №3. С.43-45.

45. Бессарабов A.M., Малышев P.M., Демьянюк А.Ю., Малиновский В.Н., Бомштейн В.Е. CALS-моделирование процесса сушки (золь-гель перехода) высоковязких экстрактов лекарственного сырья // Журнал «Химическая промышленность сегодня». 2003. №12. С. 23-30.

46. Бессарабов A.M., Жданович О.А.Разработка процессов кристаллизационной очистки на основе CALS-технологий (ISO-10303 STEP) // 3-я Межд. научн. конф. "Кинетика и механизм кристаллизации". Иваново, 12-14 октября 2004 г., с. 120.

47. Меньшутина Н.В. Введение в нанотехнологию. Калуга: Издательство научной литературы Бочкаревой Н.Ф., 2006. 132 с.

48. Рябенко Е.А., Иванов М.Я., Пархоменко В.Д. Плазмохимические процессы получения особо чистых веществ и катализаторов // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. 1984. №6. С.646-650.

49. Мельников Б.И., Пархоменко В.Д., Сухой М.П., Шувалов В.А Технология плазмохимического синтеза веществ. Изд-во УМК ВО, 1991 г., 133 с.

50. Давыдов А.Н., Барабанов В.В., Судов Е.В. CALS-технологии: основные направления развития // Стандарты и качество. 2002. №7. С. 12-18.

51. Бессарабов A.M. Моделирование и оптимизация химико-технологических процессов получения высокочистых твердофазных продуктов // Реактивы и особо чистые вещества; М., НИИТЭХИМ, 1988. 50 с.

52. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. М: Наука, 1982.385 с.

53. Иванов М.Я., Бессарабов A.M., Купряшкина Т.Н., Цыбина О.В. Плазмохимический синтез диоксида кремния особой чистоты // Химическая промышленность. 1985. №1. С.34-35.

54. Постников Н. Н. Термическая фосфорная кислота. М.: Химия, 1970.

55. Ван Везер. Фосфор и его соединения. М.: Изд-во иностраннойлитературы, 1962.

56. Филатова JI.H., Галочкина Г.В., Багров В.М., Блюм Г.З., Фетисова С.А., Малярова JI.M., Суворов В.В, В кн.: Технология особо чистых жидких веществ: Тр. ИРЕА. - М.: ИРЕА, 1987, с. 43 - 49.

57. Филатова JI.H., Галочкина Г.В., Шелякина М.А. В кн.: Технология особо чистых жидких веществ: Тр. ИРЕА. - М.: ИРЕА, 1987, с. 64 - 68.

58. Девятых Г.Г., Карпов Ю.А., Осипова Л.И. Выставка-коллекция веществ особой чистоты. М.: Наука. 2003. 236 с.

59. Бессарабов A.M., Жданович О.А. Разработка CALS-системы логистической поддержки для аналитического контроля химических реактивов и особо чистых веществ // 12-я Межд. н/т конф. "Химические реактивы реагенты и процессы малотоннажной химии" (РЕАКТИВ-2004),

60. Уфа, 12-14 октября 2004 г., т. 1, с. 131-132.

61. Горюнова С.М., Дресвянников А.Ф., Гафурова К.Ф. Использование методологии функционального моделирования для описания процессов лаборатории // Журнал «Партнеры и конкуренты. Методы Оценки соответствия». 2006. № 6. с. 32-37.

62. Терещенко А.Г., Янин A.M. Лабораторные информационные системы на отечественном рынке // Мир компьютерной автоматизации. 2005. №5. с. 10-15.

63. Куцевич И.В. Введение в LIMS // Мир компьютерной автоматизации. 2002. №4. www.LimsSource.com

64. Нуцков В.Ю., Дюмаева И.В. Лабораторно-информационные системы. Критерии выбора // Заводская лаборатория. 2004. №10. С. 55-60.

65. Савельев Е.В. Лабораторно-информационные менеджмент-системы или автоматизация лаборатории "в целом" // Партнеры и конкуренты. 2005. №4. С. 41-43.

66. Проект технического регламента "Система специальной информации по безопасности химической продукции" t URL: http://www.minprom.gov.ru/activity/metrology/strateg^rogramm.

67. Бессарабов A.M. Методы кибернетики в технологии химическихреактивов и особо чистых веществ // Химическая промышленность. 1996. №10. С.666-671.

68. Рябенко Е.А., Бессарабов A.M., Алексеева О.В., Гордеева E.JL, Авсеев В.В. Применение экспертных систем при выборе метода глубокой очистки и аппаратурного оформления//Высокочистые вещества. 1994. №1. С. 48-52.

69. Потапов М.А., Чупахин М.С., Бессарабов A.M. Расчетные программы для обработки данных искровых масс-спектров на ЭВМ // Реактивы и особо чистые вещества. -М: ИРЕА. 1984. Вып.46. С. 187-197.

70. Чупахин М.С., Сухановская А.И.,. Красильщик В.З., Крейнгольд С.У., Богомолов В.И., Добижа Е.В., Пржибыл М., Словак 3., Борак И., Смрж М. Методы анализа чистых химических реактивов. М.: Химия. 1984. 280 с.

71. Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. Основы аналитической химии. М.: Высшая школа. 1996. Т. 2. 464 с.

72. Государственные стандарты. Указатель. 2001 / под редакцией Шестаковой Е.Н.// М.: Издательство стандартов. 2001. Т. 3. 259 с.

73. Ю5.Нуцков В.Ю., Дюмаева И.В. Использование Лабораторно-Информационных Систем в химической промышленности.// Химическая промышленность сегодня. 2003. №5. С.51-56.

74. Ефимова В.П., Бессарабов A.M. Компьютерное представление маркетинговой информации в рамках CALS-технологий // Сб. «Успехи в химии и химической технологии»: Вып XIV: 4.1. (МКХТ-2000)/ РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2000. С.94-95.

75. Бессарабов A.M., Малышев P.M., Демьянюк А.Ю. Информационная модель технологии биологически активных добавок нового поколения на основе концепции CALS // Теоретические основы химической технологии. 2004. Т.38. №3. С.343-348.

76. Девятых Г.Г., Карпов Ю.А., Ковалев И.Д., Малышев К.К., Осипова Л.И. Выставка-коллекция веществ особой чистоты РАН. //Неорганические материалы, 1999, т.35, № 11, с. 1

77. Терещенко А.Г., Терещенко В.А. Переход лабораторий на электронные документы при внедрении лабораторно-информационных систем // Журнал «Партнеры и конкуренты. Методы Оценки соответствия». 2006. № 3. с. 42-45.

78. Бессарабов A.M., Жданович О.А. Разработка информационной системы аналитического контроля качества химических реактивов и особочистых материалов // Журнал «Неорганические материалы».2005. Т. 41, № 11. С Л 397-1404.

79. Bessarabov A.M., Zhdanovich О. A. Analytical Quality Control Information System for Chemical Reagents and High-Purity Materials // Inorganic Materials, Vol. 41, №11. 2005. P. 1236-1242.

80. Бессарабов A.M., Алякин А.А., Айвазян Е.А., Жданович О.А. Компьютерный менеджмент качества особо чистых веществ на основе концепции CALS (ISO-10303 STEP) // Журнал «Приборы и автоматизация».2005. № 12. С.26-36.

81. Bessarabov A.M., Zhdanovich O.A., Yaroshenko A.M., Zaikov G.E. Development of an analytical quality control system of high-purity chemical substances on the CALS concept basis // Journal of Applied Polymer Science. 2006. №5. P.42-49.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00