Marina Andreevna Polyakova, doctor of technical sciences, professor, m. polyakova@magtu. ru, Russia, Magnitogorsk, Nosov Magnitogorsk State Technical University,
Nadezhda Konstantinovna Kazantseva, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Ekaterinburg, Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin,
Ekaterina Nikolaevna Pidzhakova, postgraduate, e.n. pidzhakova@urfu. ru, Russia, Yekaterinburg, Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin
УДК 005.6
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-8-142-143
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ С ПОЗИЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ИХ РЕШЕНИЕ
В.Н. Козловский, И.А. Беляева, А.С. Клентак, А.В. Федоров
В статье представлены результаты обобщения, систематизации данных о существующих проблемах управления качеством в процессе проектирования новой машиностроительной продукции, на примере автомобилестроения. Представлены подходы к решению обозначенных проблем.
Ключевые слова: конкурентоспособность, качество, проектирование, продукция машиностроения.
В проектирования новых автомобилей, используемых лидерами отрасли, на недостаточном уровне просматривается проблема обеспечения технико-экономических показателей новой продукции. Также в рассмотренных стандартах не просматриваются конкретные решения в плане организации СМК автопроизводителя, не представлены комплексные показатели эффективности (КПЭ) обеспечивающие возможность для обоснованного назначения целей в проектах, и организации мониторинга достижения соответствующих целевых показателей [1 - 3].
Не всегда просматриваются целевые маркеры по параметрам проекта с точки зрения маркетинговых исследований рынка. К сожалению в отечественной практике проектирования новых автомобилей недостаточно внимания уделяется первичным вопросам оценки затрат на качество нового проекта. Не просматривается важный аспект, касающийся развития проекта и его зрелости с точки зрения качества. Также, довольно слабо в рассмотренных нормативных корпоративных документах отражены аспекты связанные с обеспечением минимизации рисков при испытаниях опытных образцов - продуктов процесса проектирования. В настоящее время активно развиваются инструменты цифрового моделирования технологий производства, которые реализуются на этапе проектирования новой продукции с целью обеспечения оценки соответствия проекта возможностям производства с позиции воспроизводимости качества, в которых нуждается процесс проектирования [4 - 6].
Кроме выделенных проблем, исходя из проведенных исследований, требуется обеспечение усиление роли методологии оценки потенциальных рисков в проектах в рамках разделов FMEA. Также существенной проблемой текущего состояния процесса проектирования является отсутствие в достаточной степени требований по развитию проекта исходя из задач обеспечения эффективности дилерского обслуживания новой автомобильной техники [7 -10].
Переходим к разработке каждого из выделенных вопросов, касающихся обеспечения улучшения процесса проектирования новой автомобильной техники.
На первом, этапе преобразования используемых подходов при управлении качеством продукции на автосборочном предприятии, можно предложить графическую схему в соответствии с которой усиливаются функции подразделений являющихся, в соответствии международными стандартами, полномочными представителями потреби-
□ Расширение полномочий Департамента Качества
Фокус на стандартизации, мониторинге, отчетности, управлении, контроле, а также методологической поддержке - но не на решении отдельных проблем
□ Формирование/реорганизация подразделения по качеству в Блоке Развития
Отражение существующей структуры платформ и модулей в подразделении по качеству
□ Формирование/реорганизация подразделения по качеству в Центре Закупок
Отражение текущей структуры Групп металлов, материалов и комплектующих Центра Закупок в подразделении по качеству
□ Стандартизация заводских подразделений по качеству Передача непрофильных функций (напр. рекламации) и выделение функционала Инженера по качеству
□ Выделение функционала Инженера по качеству в области поставок; разрешение проблем у дилеров, сбор данных и отчетность по КПЭ. предпродажная подготовка и передача голоса клиента из сервисных центров в процесс разработки продукта
Внедрение матричной системы управления по вопросам качества.
■Я Департамент Качества выставляет цели по качеству для
децентрализованных подразделений по качеству и проверяет их выполнение.
Рис. 1. Графическая интерпретация расширения и усиления функций корпоративных подразделений службы
качества в автосборочном производстве
теля - корпоративные службы качества (рисунок 1).
В соответствии с предложенной схемой (рисунок 1), на автосборочном предприятии в рамках единой системы управления, должна действовать служба качества, охватывающая все основные процессы СМК и соответствующие этапы жизненного цикла продукции. Может показаться, что предлагаемая структура логична и присуща всем автосборочным предприятиям, однако существует масса примеров когда СМК процесса проектирования вынесена из общей СМК автосборочного производства. С одной стороны, такое решение облегчает процесс получения сертификата соответствия по требованиям международных стандартов, потому - что разделяя две ответственности за качество в рамках двух соответствующих СМК, автопроизводитель страхует себя например от рисков получения значительных несоответствий на стадии проверки СМК проектирования и тем самым это не отражается на сертификации производства. С другой стороны, и это на наш взгляд более важно, подобное решение ослабляет функции качества на этапах проектирования продукции, поскольку общая связь в менеджменте качества не прослеживается, она делится на две составляющие, она фрагментируется. Таким образом, реализуя не хитрую структуру (рисунок 1), автопроизводитель добивается централизации и единоначалия в управлении качеством продукции в рамках единой СМК и управления жизненным циклом продукции.
Также в рамках реализации системных инструментов направленных на повышение эффективности процесса проектирования могут быть предложены инструменты организации операционного комитета по продуктам, формирования отдельных комплексных показателей эффективности для всех новых проектов, а также разработка чек -листов для оценки готовности продуктов в рамках проектов (рисунок 6). Все предложенные инструменты в работе будем разрабатывать последовательно и в рамках общей системы комплексных инструментов направленных на улучшение качества процесса проектирования новых конструкций автотранспортных средств.
Значимыми проблемами, влияющими на прогнозирование качества новой продукции автомобилестроения в эксплуатационный период, остаются недостатки системы мониторинга дефектности и в частности недостатки принятой системы кодирования дефектов.
Лидерство руководства является одним из важнейших принципов реализации системы менеджмента качества. Признаками определяющими лидерство являются компоненты управления которые непосредственно доказывают глубокую вовлеченность высшего руководства автосборочного предприятия во все процессы организации, а также определяется решениями стратегического уровня которые принимаются своевременно и основываются на фактах. Представляется, что одним из значимых инструментов усиливающих роль менеджмента качества в процессе проектирования является наличие управляющего органа верхнего уровня имеющего необходимые инструментальные подводки связанные с организацией аналитических процессов, и соответственно инструментов обеспечивающих реализацию принятых на высшем уровне решений. В частности, при рассмотрении действующих нормативных документов, в ходе анализа было установлено что на автосборочных предприятиях в процессе проектирования высшее руководство может действовать через правление, функции которого определены в общем и нуждаются в той самой аналитической подводке о которой было сказано чуть выше. В общем аналитические процессы обеспечивающие принятие решений на уровне правления могут быть реализованы через разработку системы показателей определяющих комплексную эффективность в проектах, чек-листов и пр. инструментов которые создают предпосылки для прозрачности и информативности протекания такого сложного процесса как проектирование. В данном случае, можно обратиться к проблемам рассматриваемого процесса, которые были свойственны нашим автосборочным предприятиям в советский период. В частности, значительной проблемой разработки новых автомобилей являлся длительный период реализации проектных задач, когда новый автомобиль выходил с конвейера автосборочного производства, спустя десятилетия разработки и по многим параметрам уже уступал более современным аналогам которые выпускании иностранные автопроизводители. В настоящее время, данная проблема решается путем реализации процессного подхода как основного инструмента менеджмента и временной синхронизации отдельных деятельностей в рамках общего процесса проектирования посредством количественно-качественных индикаторов качества, которые по сути образуют комплекс целевых задач разделенных по времени. Также значимым элементом улучшения процесса проектирования в последние годы стало повышение значимости и роли подразделений службы качества на этапах проектирования и при прохождении контрольных точек. Таким образом, создание высшего органа управления в процессе проектирования и насыщение этого инструмента аналитическим содержанием для создания предпосылок в повышении качества принимаемых решений является значимым компонентом улучшения рассматриваемого сложного процесса системы менеджмента (рисунок 2).
Мероприятия
Операционный Комитет по Продуктам (ОКП) с
личным участием рук-ва
Описание
> Создать комитет (в формате личного присутствия), состоящий из руководства функций (НТЦ, закупки, ТЦ, производство, продажи и сервис, маркетинг, качество и финЭкономика)
> Блок Инжиниринга представляет статус и ключевые проблемы по текущим проектам I разрабатываемым продуктам и запрашивает у Комитета одобрения для прохождения этапа
Отдельные КПЭ по качеству для новых проектов
> В рамках ВНП для каждого этапа обеспечить наличие задач, связанных с качеством (напр..
D/PFMEA, план контролей, анализ измерительных систем, РРАР и др.)
> Разработать план по качеству для покупных и производимых деталей
• Первые прототипы, производимые на сборочной линии, должны соответствовать показателям >85% РРАР1' пак по производимым, так и покупным компонентам - должно быть сдобрено службой качества
• Финальные прототипы, производимые на сборочной линии, (для серийного производства) должны соответствовать показателям 100% РРАР1' как по производимым, так и покупным компонентам - должно быть одобрено службой качества
• Цель по надёжности: в рем я:пробег до первой поломки или время между поломками (MBTFj
> Выполнение плана по качеству проверяется Операционный Комитет по Продуктам (ОКП)
Чек-л ист для Оценки > Разработать чек-листы для оценки готовности продукта для обеспечения беспроблемного готовности продукта эа"У0*8 произеодства новых моделей
> Цель -обеспечить РРТ (правильно с первого раза) на старте производства
> Подлежат проверке: поставщики (все имеют РРАР), оснастка, подготовка персонала, возможности производства, наличие тестового обор-я, наличие плана запуска на рынок, наличие инструкций и т.д.
Рис. 2. Ряд системных инструментов повышения эффективности в проектах
Усиление роли управления качеством в проектах может быть реализовано посредством назначения целей в области качества и разработки инструментов мониторинга достижения целей с внедрением подходов по корректирующим и предупреждающим действиям (рисунок 3). При этом как показано на схеме, эффективное достижение целей в проектной деятельности обеспечивается за счет контроля выполнения этапов, постоянного мониторинга оценки его завершенности, повышения качества продукции, сокращения потерь, повышение вовлеченности членов проектных команд.
Эффективное достижение целей компании возможно при создании управляемой среды проектной деятельности
Цели внедрения показателей по качеству для продуктовых проектов
22 показателя
по качеству для продуктовых проектов
Контроль выполнения проекта
> Принятие управленческих решений на основе сбъегивных данных
Оценка степени завершенности
> Установление измеримых критериев у розня зрелости проекта
Повышение качества продукции
> Невозможность перехода к следующему этапу до достижения целевого показателя
Сокращение потерь
> Своевременное определение экономических ограничений проекта
Повышение вовлеченности
> Усиление ответственности структурных подразделений компании за успешное достижение целей проекта
Рис. 3. Графическая интерпретация определения целей внедрения комплексных показателей эффективности
в проектах
Необходимость насыщения проектной деятельности соответствующими количественно-качественными индикаторами определяющими результативность и эффективность проектирования требует от автопроизводителей обеспечения системности в выборе достаточного для управления процессом показателей, которые наиболее точно и полно определяют исследуемую при мониторинге деятельность. Например, на рисунке 4 представлено обобщенно, на концептуальном уровне формирование общей оценки качества процесса проектирования с учетом вклада ключевых точек (ВК - ворота качества) и количественного распределения показателей эффективности процесса по данным контрольным точкам. С правой стороны схемы представлен пример отражающий сущность используемых в третьей контрольной точке (ВК 3) показателей эффективности: процент внедрения мероприятий по устранению причин поломок; изменения в конструкторской документации (КД) после заморозки проекта; процент извещений без проектной цены на оригинальные покупные изделия; уровень поломок покупных изделий на заданный пробег; уровень выполнения плана испытаний в %; уровень завершенности технологической подготовки производства (ТПП).
Количество и степень достижения показателей в зависимости от этапа увеличиваются
Количество и степень достижения показателей в зависимости от этапа ВК4 ......................................................................► ВКО Примеры
% внедрение мероприятий по устранению причин поломок 1 гкгк.
Изменения КД после заморозки
Извещении без проектной цены на оригинальные пок/пные „ изделия
Количество поломок покупных изделий на пробег Процент/уровень выполнения плана испытаний
Завершенность ТПП
ВЫПОЛНЕНИЕ ПЛАНА ИСПЫТАНИЙ
> Процент/уровень выполнения плана испытаний
ВК4
ВКО
20%
50%
100%
Количество показателей О Степень достижения
Рис. 4. Графическая интерпретация концепции формирования количественным показателей оценки эффективности процесса проектирования новыш автомобилей
На вопрос, каким образом выработанные в ходе работы индикаторы качества процесса проектирования интегрируются в собственно процесс, показывает графическая схема представленная на рисунке 5. Предложенное содержание процесса проектирования с учетом введения количественно-качественных показателей эффективности отражает синхронизацию показателей соответственно контрольным точкам, определяет количественное значение показателей привязанных к контрольным точкам процесса проектирования. Предложенная схема создает предпосылки для оргаиизации процесса мониторинга качества процесса проектирования по наиболее актуальным параметрам.
Система ворот качества при разработке нового продукта
_ ФОКУС,]ЮКАЗАТЕЛИП0_НАЧЕСТВУ ПРОДУКХОВОГОПРрЕКТА_
I
Сиоб£*ние «хщм* продукта
_____«об 1
о гфьлн« проекта ]
*т
Биэнк-плаи прмкга. Решение о финансировании
оборудован»«
иэрынк Мониторинг проекта
1. Плакирование и разработка концепции
12. Проектирование продукта
5 КПЗ1»
] 3, Изготовление и испытание образцов
♦ИПЭЧ I
14. Организация внешних поставок
15. Проектирование процессов и производства"
16. Технологическая подготовка производства
зкпэ
17. Подготовка сервиса
4КЛЭ]
18. Организация продвижения
1) 3 показателя в процессе согласовании
9. Организаци&ниэя подготовка
порузасос таа_
10. Производство
г кпэ
Рис. 5. Интеграция количественно-качественных показателей эффективности процесса проектирования
в рамки процесса
Одним из наиболее острых вопросов для отечественных предприятий машиностроительной отрасли остается вопрос оценки затрат на качество новой продукции, которая по идее должна затрагивать все связанные процессы организации и должна представлять собой значимый индикатор обеспечивающий правомерность принимаемых высшим руководством решений уже на самых ранних стадиях создания продукции. По сути расчет затрат на качество должен стать инструментом прогноза и важным индикатором технико-экономического обоснования проекта. Реализация такого рода инструмента возможна через глубокое исследование всех процессов так или иначе влияющих на формирование стоимостных и технических параметров новой продукции путем формализации соответствующего подхода.
Аспекты усиления значимости инструментов технико-экономического обоснования проекта могут быть реализованы через концепцию расчета затрат на качество в проектах, которую схематично можно представить как три основных шага реализации (рисунок 6): идентификацию статей затрат определение затрат на качество и анализ и отчетность по затратам на качество.
Расчет затрат на качество
1 Идентификация статей затрат
Определение О Диализ и отчетность
затрат на качества О по затратам на качество
> Выбор наиболее значимы! и Выполни МЫЛ (СТА возможностей системы отчетности) статей затрат
> Определение метадое расчета для выбранш) статей затрат
- Фона э\л вовлеченных подоздепети
- Пртие затраты
а) Затраты на персонал
Распределение статей затрат на качество между подразделениям* (на основе штатной численное™) С) Прочие и траты
Реалистичная оцема расходов (на основе данных от отделов контроля) по выбранным статьям затрат ка качество
> Анализ затрат на соответствие/несоответствие (в формате Ёхсе))
> Отчетность по результатам для топ-иенеджерое
Рис. 6. Графическое представление концепции расчета затрат на качество в проектах
Как показано на схеме (рисунок 6), первый шаг расчета затрат на качество определяется: выбором наиболее значимых и выполнимых статей затрат; определением методов расчета для выбранных статей затрат. Второй шаг связан с оценкой затрат на персонал и выделением прочих затрат. На третьем шаге проводится анализ затрат на предмет их соответствия или несоответствия запланированным позициям, по результатам чего формируется отчетность для верхнего уровня руководства.
Следующей, из выделенных проблем процесса проектирования, является проблема учета голоса потребителя, выраженное через результаты маркетинговых исследований в форму маркетинговых требований и далее в форму технических требований. Действительно, традиционно, одной из слабых сторон процесса организации проектирования на предприятиях отечественного автомобилестроения является проблема «слабого» голоса потребителя или можно сказать недостаточно полного учета требований конечных потребителей при формировании технического задания (требования) на новый продукт. Данный аспект хорошо проиллюстрирован на графической схеме представленной на рисунке 7. Здесь, представлено три основных направления при формировании требований технического задания к новому проекту. Первое направление заключается в инициализации проекта через маркетинговое исследование с разработкой соответствующей презентации проекта. Второе направление - инициализация проекта с учетом внешних требований определяемых на концептуальном уровне проектной командой, данное направление, так же как и предыдущий связан с формированием презентации проекта. Третье направление, связано с необходимостью решения актуальных проблем, которые по мнению автопроизводителя не требуют проведения дополнительных маркетинговых или экспертных исследований.
Как видно из схемы, обязательность применения результатов маркетинговых исследований при формировании концепции продукта проектной командой не достаточно формализовано. То есть проектная команда учитывает результаты маркетинговых исследований, но при этом обеспечение главенствующей роли голоса потребителя при формировании концепции нового продукта не документирована. Таким образом решение проблемы инициализации новых проектов, заключается во внедрении обязательности и ключевой значимости голоса потребителя в процессе формирования концептуального видения нового продукта (рисунок 11).
Существующая проблема переноса голоса клиента заключается в отсутствии четкой схемы взаимодействия Маркетинга и НТЦ
Существующие схемы формирования технических требований
Маркетинга вое исследования
Презентация
Анализ
внешних
требований
Презентация
■ Маректин-говые
требования
Комментарии
| НТЦ | | маркетинг | | Нефункциональная груша Отсутствует
> Сейчас формирование технических требований по новому модельному рцду может происходить по трём схемам
> Во всех вариантах отсутствует чёткий учёт/переэод маркетинговых требований в технические требования
> Отсутствует ретроспехтив-ная проверка успешности продаж продукта с заданными требованиями
Рис. 7. Графическая схема определяющая связь голоса потребителя и процесс инициализации проекта
Влияние управления ключевыми характеристиками продукта на затраты на качество и мнение потребителя
Критические Элементы (КЭ) и Ключевые Характеристики (КХ) - Зачем они?
Рост затрат на обеспечение качества
Эффективное управление вариациями
У
т
\ ч А Уил/ Ч/ч- 1
1
Мнение потребителя
> Претензии > Низкая > Развитие бизнеса по гарантии надежность > репутация
> Финэнсо- > Высокая , Соответствие вые потери стоимость ожиданиям
впадения заказчика
Рис. 8. Графическая интерпретация подхода по определению ключевыш характеристик новой конструкции
автомобиля
Следующим проблемным вопросом организации деятельности по проектированию новых автомобилей является вопрос выделения ключевых характеристик продукта. Представляется, что ключевые характеристики это группа параметров которая наиболее существенно влияет на эффективность и качество процессов и продуктов (рисунок 8). По сути, наиболее важная группа ключевых характеристик нового продукта автомобилестроения может быть сформирована уже на стадии формирования технических требований. Такая группа показателей в первую очередь должна определять прогнозы по индикаторам формируемым в основном, эксплуатационном этапе жизненного цикла продукции. Соответственно ключевые характеристики должны интегрировать в себе показатели отражающие претензии к качеству продукции в эксплуатации, в том числе в гарантийный период, а также соответствующие финансовые потери (рисунок 8). Две рассматриваемые характеристики могут быть трансформированы в показатели надежности автомобилей в эксплуатации и показатели отражающие стоимость владения автомобилем. Обратной стороной ключевых характеристик продукции являются те индикаторы, которые формируют стратегическое развитие автосборочного предприятия с точки зрения конкурентоспособности: перспективы развития автобренда; репутация автопроизводителя; соответствия продукции ожиданиям конечного потребителя.
Список литературы
1. Козловский В.Н. Мониторинг удовлетворенности потребителей качеством автомобилей / В.Н. Козловский, Д.В. Антипов, Д.И. Панюков // Стандарты и качество. 2016. № 6. С. 100-105.
2. Панюков Д.И. Моделирование процедуры FMEA: анализ рисков / Д.И. Панюков, В.Н. Козловский, Д.В. Айдаров // Методы менеджмента качества. 2019. № 9. С. 34-43.
3. Панюков Д.И. Моделирование процедуры FMEA: методология и стратегия / Д.И. Панюков, В.Н. Козловский, Д.В. Айдаров // Методы менеджмента качества. 2019. № 7. С. 30-38.
4. Панюков Д.И. Программное обеспечение для поддержки метода FMEA / Панюков Д.И., Козловский В.Н., Айдаров Д.В. // Методы менеджмента качества. 2019. № 6. С. 42-49.
5. ^укин А.М. Имитационное моделирование электронной системы определения вязкости масла в силовом агрегате автомобиля / А.М. ^укин, В.В. Дебелов, В.Н. Козловский, В.В. Иванов // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 5. С. 2-4.
6. Козловский В.Н. Имитационная модель зарядного баланса автомобильного электрооборудования / В.Н. Козловский, Д.И. Гурьянов, А.Д. Немцев // Автотракторное электрооборудование. 2002. № 5-6. С. 12.
7. Панюков В.Н. Моделирование процедуры FMEA с ит-поддержкой в нотации BPMN / Панюков В.Н., Козловский В.Н., Айдаров Д.В. // Методы менеджмента качества. 2019. № 12. С. 28-35.
8. Панюков Д.И. Моделирование процедуры FMEA: структура и функции / Панюков Д.И., Козловский В.Н., Айдаров Д.В. // Методы менеджмента качества. 2019. № 8. С. 36-41.
9. Aydarov D. Remote monitoring system for quality assessment of car service enterprises / D. Aydarov, V. Ko-zlovskiy, V. Vakhnina, S. Kleymenov // Quality - Access to Success. 2019. Т. 20. № 170. С. 85-89.
10. Козловский В.Н. Концепция методологии комплексной программы улучшений / В.Н. Козловский, Д.И. Благовещенский, Д.В. Айдаров, Д.И. Панюков, Р.Д. Фарисов // Стандарты и качество. 2022. № 7. С. 36-42.
Козловский Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Беляева Ирина Александровна, канд. техн. наук, доцент, научный сотрудник, toe_fp@samgtu. ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Клентак Анна Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, anna_klentak@mail. ru, Россия, Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева,
Федоров Алексей Владимирович, аспирант, toe_fp@samgtu. ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет
DESIGN OF MECHANICAL ENGINEERING PRODUCTS FROM THE POSITION OF QUALITY MANAGEMENT.
CURRENT PROBLEMS AND THEIR SOLUTIONS
V.N. Kozlovsky, I.A. Belyaeva, A.S. Klentak, A. V. Fedorov
The article presents the results of generalization and systematization of data on existing problems of quality management in the process of designing new engineering products, using the example of the automotive industry. Approaches to solving the identified problems are presented.
Key words: competitiveness, quality, design, mechanical engineering products.
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Belyaeva Irina Alexandrovna, candidate of technical sciences, docent, toe [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical University,
Klentak Anna Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, anna_klentak@mail. ru, Russia, Samara, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolev (National Research University),
Fedorov Alexey Vladimirovich, postgraduate, [email protected], Russia, Samara, Samara State Technical
University