CC BY
448
тов : моногр. / Е. В. Артамонов. — Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. - 192 с.
2. Артамонов, Е. В. Определение температуры максимальной работоспособности инструментальных твердых сплавов / Е. В. Артамонов, Д. С. Василега // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2008. — № 4 (73). —
С. 53 — 56.
3. Макаров, А. Д. Оптимизация процессов резания / А. Д. Макаров. — 2-е изд. — М. : Машиностроение, 1976. — 278 с.
4. Пат. 2468894 Российская Федерация, МПК В 23 В 1/00. Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин / Артамонов Е. В., Кусков В. Н., Василега Д. С., Тверяков А. М. ; заявитель и патентообладатель Тюменский гос. нефтегазовый ун-т. — № 2011137730/02 ; заявл. 13.09.11 ; опубл. 10.12.12, Бюл. № 34. — 3 с.
АРТАМОНОВ Евгений Владимирович, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Станки и инструменты».
Адрес для переписки: EvgArt2014@mail.ru ВАСИЛЕГА Дмитрий Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Станки и инструменты».
Адрес для переписки: d_vasilega@mail.ru ТВЕРЯКОВ Андрей Михайлович, аспирант, ассистент кафедры «Станки и инструменты».
Адрес для переписки: tveryakov@mail.ru
Статья поступила в редакцию 03.06.2013 г.
© Е. В. Артамонов, Д. С. Василега, А. М, Тверяков
УДК 658.562:621.865.8 А. Л. АХТУЛОВ
А. В. ЛЕОНОВА Л. Н. АХТУЛОВА
Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск
Тобольский индустриальный институт
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
Рассматриваются методы оценки качества процессов проектирования сложных технических устройств при учете основных показателей качества для обоснованного выбора наиболее приемлемого варианта из числа конкурирующих. Описаны способы оценки влияния отдельных этапов проектирования технического изделия и предлагаются методы определения точности сложных технических изделий, входящих в выбранный показатель.
Ключевые слова: сложное техническое устройство, объект и процесс проектирования, проектно-конструкторская документация, оценки качества.
Современное общество часто называют информационным, характеризуется, как отмечается в работах [1 — 6], целым рядом новых, ранее не проявлявшихся в полной мере признаков. К их числу можно отнести такие как исключительно высокий динамизм, определяющее влияние информации, что приводит к появлению принципиально новых потребностей, прогрессирующему развитию уровня сложных и комплексных взаимоотношений при создании новых образцов продукции.
Кроме того, в настоящее время работа любой организации состоит из постоянного решения различных производственных задач по разработке и созданию сложной научно-технической продукции.
Поэтому достаточно часто высказывается мнение, что современный кризис — это кризис менеджмента, который диктует необходимость формирования системного представления о роли и месте управления в создании и формировании возможностей выхода из него.
Современная продукция, характеризуется не только сложностью, но и заметным воздействием на общество и окружающую среду, тяжестью последствий аварий из-за ошибок разработки и эксплуатации, высокими требованиями к качеству и сокращению сроков выпуска новой продукции. Это привело к возникновению кризисной цепочки-«воронки» [1]: ... ^ снижение показателей эффективности управления ^ ухудшение качества результатов деятельности ^ снижение конкурентоспособности организации ^ уменьшение финансовых ресурсов ^ снижение восприимчивости к инновациям ^ еще большее снижение показателей эффективности управления ^ ...
Выход из создавшейся ситуации, как представляется, лежит в использовании системного подхода, исходными предпосылками которого являются: во-первых, основная компетенция менеджмента — эффективная ориентация и поведение в сложных проблемных ситуациях; во-вторых, проблемы являются
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
Рис. 1. Блок-схема основных частей проектирования
следствием неадекватности методов управления текущему состоянию объекта управления — закон необходимого разнообразия [2]; в-третьих, эффективность решения проблем обеспечивается эффективностью (многомерностью) мышления и управления, «удержанием» растущего разнообразия; в-четвертых, эффективность или многомерность мышления и управления достигается с помощью системного мышления, лежащего в основе системного менеджмента, и в-пятых, практическая реализация осуществляется с помощью специальных технологий, реализованных в программных продуктах, которые используются в среде современных интеллектуальных организаций. Соблюдение данных принципов позволит обеспечить многомерное системное видение проблемных ситуаций; глубокую переработку уже существующих ресурсов, в т.ч. переосмысление опыта, старых шаблонов; устранить недостаточность (недоступность) стандартных решений при наличии системных проблем; обеспечить поиск новых нестандартных возможностей при решении проблем и выбор более жизнеспособных решений.
Реализация данных принципов предполагает [3, 4] последовательное осуществление следующих шагов: во-первых, формирование эффективных команд; во-вторых, формирование и развитие у участников команд практических навыков проектирования и эффективной ориентации в сложных проблемных ситуациях; в-третьих, управление командной креативностью в процессе решения проблем в режиме реального времени.
При создании таких объектов их уже необходимо рассматривать в виде системы, то есть комплекс взаимосвязанных внутренних элементов с определенной структурой, широким набором свойств и разнообразными внутренними и внешними связями. Проектирование должно основываться на тщательном совместном рассмотрении объекта проектирования и процесса проектирования, которые, в свою очередь, включают ещё ряд важных частей (рис. 1).
Результатом проектирования могут быть продукция организации (результаты научных и маркетинговых исследований, проектно-конструкторская и технологическая документация на новое изделие, программное обеспечение и т.д., разработанные по заказу) и решение внутренних производственных задач (улучшение качества продукции и повышение эффективности организации труда, оптимизация финансовых потоков и т.д.).
Применительно к разработке проектно-конструкторской документации [5 — 7] проектная деятельность включает: проведение управленческих мероприятий (проектное управление), достигается на основе использования, в том числе, принципов и методов управления проектом, как часть системы
менеджмента организации, проведение научнотехнических разработок, поиск новых технических решений, которые оформляются в виде комплекта документации, предназначенной для создания предлагаемого объекта, его эксплуатации, ремонта и ликвидации, а также для проверки или воспроизведения промежуточных и конечных решений, на основе которых он был разработан. Такая научно-техническая деятельность называется проектированием..
Одним из аспектов повышения эффективности деятельности организации, является постоянное улучшение качества. В России, как и во многих развивающихся странах, эта работа ведется неэффективно, что тормозит социально-экономическое развитие страны и вносит серьёзный дискомфорт в жизнь, хотя данные механизмы давно отработаны. Это, прежде всего, внедрение стандартов менеджмента качества [8—10], которые отражают «лучшую практику» организации деятельности в производящих системах и являются единственным общепризнанным «кодексом» общего управления организацией.
Проектированию характерны практическая направленность и персональная ответственность за полученные и переданные заказчику результаты.
Проектное производство является сложной системой различных процессов: производственных (проектных и вспомогательных), управленческих, планирования,обеспечения и др.
Для целей управления качеством в проектных организациях целесообразно выделить влияющие на качество продукции процессы и ранжировать их в зависимости от принятых в конкретной организации системы менеджмента качества.
Наиболее эффективным подходом к управлению проектированием в современных условиях является системный подход, который применительно к проектной деятельности можно сформулировать в виде следующих принципов:
— во-первых, практическая полезность: деятельность должна быть целенаправленной, устремленной на удовлетворение действительных потребностей реального потребителя или определенной социальной, возрастной или иной группы людей, а также на удовлетворение действительных целей предприятия; деятельность должна быть целесообразной. Важно вскрыть причины, препятствующие использованию существующих объектов для удовлетворения новых потребностей, выявить вызывающие их ключевые противоречия и сконцентрировать усилия на их разрешении; деятельность должна быть обоснованной и эффективной. Разумным будет использование не любого решения задачи, а поиск оптимального варианта;
— во-вторых, единство составных частей: целесообразно любой объект и процесс, сложный ли
он или простой, рассматривать как систему, внутри которой можно выделить логически связанные более простые части — подсистемы, единство частных свойств которых и образует качественно новые свойства системы; разрабатываемые объекты предназначены для людей, ими создаются и эксплуатируются. Поэтому человек также обязан рассматриваться в качестве одной из взаимодействующих систем. При этом должно приниматься во внимание не только физическое взаимодействие, но и духовно-эстетическое воздействие; внешняя, или как её ещё называют — жизненная среда, также должна рассматриваться в качестве системы, взаимосвязанной с проектируемым объектом, а процесс проектирования — как часть системы функционирования предприятия;
— в-третьих, изменяемость во времени: учёт этапов жизненного цикла объекта и процесса разработки; учёт истории, областей науки и техники, на достижениях которых базируются соответствующие разработки, а также перспектив развития и применения разрабатываемого объекта.
Процессы проектирования как совокупный комплекс работ по проектному обеспечению всех стадий и этапов «жизненного цикла» объекта, действующим законодательством и соответствующими нормативными документами.
Это вызвано, прежде всего, необходимостью обеспечивать улучшение свойств и характеристик разрабатываемых образцов новой техники по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами при одновременном сокращении затрат, необходимых для их серийного производства и эксплуатации. Для достижения этих целей необходимо повышать степень обоснованности принимаемых технических решений, особенно на ранних стадиях проектирования, когда цена ошибок велика, проводить тщательную всестороннюю отработку всех элементов конструкции, что реально осуществимо лишь на основе сквозной автоматизации проектно-конструкторских и технологических работ.
Таким образом, проектирование — это целенаправленная деятельность, обладающая определённой структурой последовательного выполнения процедур на основе взаимодействия участников проектного процесса. Структура задаёт алгоритм (план) управления, ведущий к достижению целей проектирования, и представляет собой модель управления процессом проектирования.
Приведенная структура проектной деятельности (рис. 2) отображает иерархическую систему управления, согласно которой действия на последующих этапах задаются результатами выполнения предыдущих этапов.
Завершение работ по каждому этапу служит основными контрольными точками, в которых наглядно и в относительно законченном виде представляются результаты. Это позволяет мотивированно дать заключение о дальнейших действиях по выполнению проекта.
Вследствие неполноты начальных знаний об объекте, процесс проектирования — итерационен (рис. 2), что отражается пунктирными стрелками обратных движений.
С другой стороны, обратная связь позволяет оперативно вести оценку выбранных моделей и методов решения и влиять на эффективность управления.
На каждом этапе проектирования выполняются следующие процедуры: выбор модели (то есть основополагающего принципа, вида блок-схемы и рас-
Рис. 2. Структурная схема проектной деятельности
Рис. 3. Блок-схема процесса проектирования
четной схемы), выбор метода решения, решение и анализ полученных результатов, оценка и принятие решения.
Основными этапами формирования качества [8—10] являются: планирование; обеспечение и контроль.
Таким образом, основными фазами проектирования являются (рис. 3): предпроектное исследование необходимости создания технического объекта (системы); разработка концепции конструирования элементов и изделия в целом; геометрическое проектирование; оценка параметров созданного объекта; аналитическое моделирование и экспериментальное исследование (это разработка математических моделей, методик и программ испытаний, идентификация аналитических и экспериментальных исследований с условиями эксплуатации); создание системы автоматизации проектирования.
Постоянное усложнение конструкций, систем и комплексов приводит в практике проектирования систем и комплексов к явно выраженным следующим тенденциям: с одной стороны, усложнению
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
Рис. 4. Блок-схема алгоритма жизненного цикла продукции
структуры, повышению быстродействия и производительности, а с другой стороны — значительно возрастают требования к надежности и эффективности в эксплуатации.
Наличие совокупности выполняемых техническим объектом задач, случайных и неопределенных параметров отдельных элементов в реальном процессе проектирования, многоэлементность систем и существенное влияние этих факторов, а также внешних воздействий на технические характеристики и облик создаваемого изделия приводит к необходимости их учета в математических моделях проектирования. В связи с этим возникло целое направление исследования универсальных или многоцелевых систем, разработки математических моделей и методов решения задач оптимизации.
В настоящее время значительное внимание уделяется вопросам оценки качества сложных технических устройств. Это связано с тем, что на рынке появляются новые, технически и технологически более совершенные устройства. Поэтому, в задачах выбора и внедрения современных технических средств специального назначения возникает необходимость объективной и достоверной оценки их характеристик, что приобретает особую актуальность при оснащении передовыми технологиями проектных организаций.
Система менеджмента качества (СМК) — это управленческая концепция, которая фокусирует общее управление организацией на примате качества, как высшей стратегической цели. При таком понимании обеспечение качества продукции и услуг становится не только задачей основных производственных служб, но и затрагивает организацию дея-
тельности во всех функциональных областях управления, его обеспечения и обслуживания. Современная концепция организации деятельности в бизнесе, интегральным выражением которой является стандарт [6], рассматривает качество как главный фактор конкурентоспособности бизнеса, подчеркивает непосредственную связь между качеством продукции и качеством организации деятельности в целом.
Учитывая, что одним из основополагающих принципов менеджмента качества [8] является принятие решений на основе фактов, необходимо организовать поиск фактов, которые характеризуют несоответствия, в большинстве случаев ими являются статистические данные, что требует разработки методов анализа и обработки данных, выявить коренные причины дефектов и разработать мероприятия по их устранению.
Задача сбора, обработки и анализа результатов решается с помощью математической статистики [1 — 3], включающей в себя современные методы анализа и выявления дефектов (корреляционный и регрессионный анализы, проверку статистических гипотез, факторный анализ, анализ безотказности и др.).
Проблемы совершенствования методов оценки качества включают совершенствование средств контроля и развитие методов оценки.
Вычислительные работы, в развитии которых накоплен наибольший научно-технический задел, должны обеспечивать широкую замену экспериментальной отработки реальных конструкций вычислительными экспериментами на моделях с высокой степенью достоверности и точности, что позволит значительно сократить объемы натурных
испытаний, физического и полуфизического моделирования, проводя их главным образом для проверки и подтверждения полученных на математических моделях результатов [5 — 6].
Соответствие стандартам качества [8—10] означает, что достигнутый уровень менеджмента отвечает минимальному набору стандартизованных требований (т.е. обеспечение качества), гарантирующих производство востребованной продукции, а это, в свою очередь, определяет конкурентоспособность организации в целом.
Чтобы придать сложной системе свойство достижения поставленных целей, надо упорядочить ключевые взаимодействия. Это значит, что систему надо точно представить в ее существенных признаках.
В результате построения и оптимизации модели деятельности организации будет получена модель «как надо», в которой все основные аспекты организации деятельности будут соответствовать требованиям стандарта [10].
Поэтому современным решением, позволяющим относительно легко решить задачу создания и постоянной актуализации системы управления организацией, является поддержка не просто системы взаимосвязанных документов, а информационных моделей, которые и будут порождать требуемые документы. Кроме того, благодаря технологии создания документов из единой модели, они не будут противоречить друг другу.
Одной из возможностей обеспечения качества и повышения эффективности функционирования такой системы является: во-первых, способность её элементов (работников) к взаимозаменяемости с учетом особенностей работы; во-вторых, повышение интенсивности прямых и обратных связей при обмене информацией между субъектом и объектом (объектами); в-третьих, повышение эффективности вертикального и горизонтального взаимодействия, при этом субъект и объекты деятельности должны выступать как единое самоорганизующееся и само-развивающееся интегральное целое относительно внешней социально-экономической надсистемы.
Таким образом, вне зависимости от специфики рациональности или конкретности деятельность организации всегда укладывается в строго- определенную последовательность действий. Эта последовательность действий характеризуется схемой полного жизненного цикла продукции (ЖЦП) — как единого объекта разработки и реализации (рис. 4).
Таким образом, анализ методов оценки качества показывает, что в основе существующих методов находится оценка качества технических устройств, которая сводится к оценке выходных параметров, что рассматривается как детерминированное событие. При этом используемые методы не имеют объектом анализа процесс формирования параметров и оценивают устройства по значениям параметров, без учета случайностей в развитии процессов, что снижает достоверность оценки.
Поэтому разработка стохастических моделей и критериального аппарата оценки качества процессов создания сложных технических устройств позволит улучшить оценку характеристик сложных
технических устройств, более объективно и достоверно оценить их уровень процессов функциониро-
Библиографический список
1. Базилевич, Л. А. Модели и методы рационализации и проектирования организационных структур управления / Л. А. Базилевич, Д. В. Соколов, Л. К. Франева. — Л. : ЛЭФИ, 2002. — 82 с.
2. Карпунин, М. Г. Жизненный цикл и эффективность машин / М. Г. Карпунин, Я. Г. Любинецкий, Б. И. Майданчик. — М. : Машиностроение, 2004. — 312 с.
3. Зуев, Ю. Ю. Основы создания конкурентоспособной техники и выработки эффективных решений / Ю. Ю. Зуев. — М. : Издательский дом МЭИ, 2006. — 402 с.
4. Ахтулов, А. Л. Системно-креативный подход как база методологии создания конкурентоспособной продукции / А. Л. Ахтулов // Проблемы оценки и мотивации улучшения качества работы предприятий : межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. — Омск, 2011. — С. 57 — 61
5. Ахтулов, А. Л. Методология построения и практическое применение системы автоматизации проектирования транспортных машин / А. Л. Ахтулов // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии. — Омск : Лео, 2005. — Вып. 3. — С. 14 — 29.
6. Обеспечение качества проектирования мостовых кранов с учетом динамических характеристик : моногр. / А. Л. Ахтулов [и др.] ; под общ. ред. А. Л. Ахтулова. — Омск : СибАДИ,
2010. — 137 с.
7. ГОСТ 2.103-68 (2007): Единая система конструкторской документации. Стадии разработки. — М. : Стандартинформ,
2011. — 6 с.
8. ГОСТ Р ИСО 9000-2008: Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. — М. : Стандартинформ, 2009. — 35 с.
9. ГОСТ Р ИСО 9001-2008: Системы менеджмента качества. Требования. — М. : Стандартинформ, 2008. — 65 с.
10. ГОСТ Р ИСО 9004-2009: Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации. Подход к менеджменту качества. — М. : Стандартинформ, 2010. — 144 с.
АХТУЛОВ Алексей Леонидович, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС), действительный член Международной академии авторов научных открытий и изобретений и Академии проблем качества, почетный работник высшего профессионального образования. ЛЕОНОВА Анна Владимировна, аспирантка кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» ОмГУПС. АХТУЛОВА Людмила Николаевна, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры электроэнергетики Тобольского индустриального института Тюменского государственного нефтегазового университета.
Адрес для переписки: ahtulov-al1949@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 08.04.2013 г.
© А. Л. Ахтулов, А. В. Леонова, Л. Н. Ахтулова
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
