CC BY
14
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ
I ■
Системный подход к оценке качества технологических систем пищевых производств
А.Н. Стрелюхина
Московский государственный университет пищевых производств
Качество пищевых продуктов во многом определяется качеством технологических систем, позволяющих реализовать используемую технологию. Система должна обеспечивать выпуск высококачественной продукции как в плане ее безопасности для потребителя, так и в плане органолептических, физико-химических, эстетических свойств. Именно качество продукции является одним из важнейших объективных критериев эффективности функционирования технологической системы.
В соответствии с установленной терминологией [1] технологическая система - совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций. Из вышесказанного следует, что основными элементами технологических систем являются: технологическое и производственное оборудование, системы контроля и управления, обслуживающий персонал, используемое сырье и полуфабрикаты.
Качество технологической системы зависит от качества составляющих ее элементов и их взаимосвязи. На основании приведенного определения построена модель технологической системы (см. рисунок), которая включает персонал (Ч), технологическое оборудование (М), рабочую среду (С),
/ / ___ ч \ —^ \
(ч>
Входы 1(1:) Гт )// Выходы ЕШ
Состояние
( С ) 5(1)
\ \ у 1 у
Модель технологической системы
взаимодействующие между собой по заданной технологии (Т) и установленной организации работ [2]. Приведенная модель отражает связи между основными компонентами системы и связи системы с внешней средой. Процесс функционирования и динамика системы характеризуются введением пространства и изменения ее состояний во времени. В модели технологической системы использованы следующие обозначения: I (1) - входные и ограничивающие воздействия на систему, Б(1) - состояние системы, Е(1) -выходные воздействия системы (результаты функционирования). Значения 1(1:), Б(1), Е(1) определяются структурой системы и являются переменными во времени.
Одним из начальных этапов исследования и совершенствования качества технологической системы служат ее выделение из внешней среды, уточнение цели и задач ее функционирования, выбор показателей эффективности или качества. Следующий этап -обоснование и выбор качественных и количественных характеристик рассматриваемой системы, которые позволят наиболее полно определить степень ее соответствия предъявляемым требованиям. Необходимость обоснования, разработки и внедрения совокупности показателей качества технологической системы, которые могут быть положены в основу разработки и создания систем менеджмента качества пищевых производств, вызвана прежде всего недостаточным вниманием к таким показателям в настоящее время. Их использование позволит повысить эффективность управления качеством технологической системы, а через нее и качеством продукции.
Приоритет должен быть отдан количественным показателям, поскольку они обладают большей степенью неопределенности. Использование количественных показателей позволит повысить точность формулирования цели соответствующей системы и достоверность оценки степени достижения цели, проводить сравнительный
анализ способов повышения качества технологической системы и оценку необходимых для этого ресурсов.
Наиболее универсальной характеристикой сложных технологических систем принято считать эффективность, понимая под этим степень приспособленности системы к выполнению заданных ей функций. В настоящее время в научной практике для характеристики эффективности технологической системы и для объективного выбора направления ее развития широко используют количественную оценку уровня организации системы [3]. Таким количественным показателем является целостность системы, оцениваемая по результатам диагностики системы. Фактором целостности системы в этом случае является стабильность составляющих процессов. Такой подход хорошо зарекомендовал себя для обоснования и выбора направления совершенствования технологических систем, повышения их эффективности.
Необходимо отметить, что большинство показателей эффективности и качества технологических систем основаны на оценивании качества реализуемых данной системой технологических процессов и качества выпускаемой продукции, что совершенно обоснованно, поскольку и качество процессов, и качество продукции не что иное, как результат функционирования систем. Для количественного оценивания качества проведения технологических процессов применяют показатели точности, стабильности, устойчивости [3, 4,5].
В процессе функционирования системы возможны различного вида отказы, приводящие к снижению ее эффективности. Этот процесс характеризуется надежностью системы.
Под надежностью понимают свойство технологической системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих ее способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации [6]. В ГОСТ 27.004-85 установлены основные показатели, характеризующие надежность технологических систем в регламентируемых условиях. С точки зрения качества выпускаемой продукции представляет интерес показатель «вероятность безотказной работы технологической системы по параметрам продукции».
Все перечисленные выше показатели оценивают влияние функциональных характеристик оборудования и погрешностей при выполнении отдельных операций, связанных с конструктивными и эксплуатационными характеристиками оборудования, входяще-
QUALITY AND SAFETY
го в систему, на качество процессов и выпускаемой продукции. Они, безусловно, полезны и необходимы. Однако следует отметить, что они могут быть использованы для количественной оценки качества технологической системы (с точки зрения возможности обеспечения качества выпускаемой продукции) только при условии нормальной эксплуатации системы. Но эти показатели не могут быть использованы для оценивания и прогнозирования работы технологической системы при возникновении отказов, не-регламентированных ситуаций и ошибок обслуживающего персонала, не приводящих к нарушению работоспособности систем и не вызывающих прекращения процессов, но, безусловно, отражающихся на качестве продукции. Таким образом, они не позволяют оценить качество технологической системы в отношении ее способности к адаптации при возникновении нерег-ламентированных ситуаций, обусловленной совершенством структуры системы и связей между элементами. Кроме того, эти показатели не позволяют сравнивать возможности различных технологических систем в отношении обеспечения нормального их функционирования, гарантирующего выпуск высококачественных пищевых продуктов.
Технологические системы включают в себя одновременно все носители предпосылок к возникновению опасных (нерегламентированных) ситуаций в процессе функционирования ошибок обслуживающего персонала при задании управляющих воздействий и контроле за качеством проведения процессов, нарушений при техническом обслуживании и эксплуатации оборудования, отказов оборудования и средств контроля и регулирования процессов, неблагоприятных условий среды, в том числе колебаний качественных характеристик сырья и полуфабрикатов. Перечисленные не-регламентированные ситуации могут привести к выходу параметров процессов за регламентируемые пределы. При этом возможна ситуация, когда качество продукции не будет соответствовать предъявляемым к нему требованиям. Поведение персонала и работа оборудования во многом зависят от используемой технологии.
Нарушения регламентируемых условий проведения технологических процессов являются недопустимыми, поскольку могут быть связаны с опасностью для человека и его здоровья. Система должна противостоять таким нарушениям и в ней должны быть предусмотрены различные организационные и технические меры для предотвращения таких ситуаций.
Для характеристики способности технологической системы противостоять неблагоприятному воздействию на нее потенциально опасных нерегла-ментированных ситуаций, на наш взгляд, необходимо ввести количественные показатели безопасности систем по отношению к качеству выпускаемой продукции. Эти показатели учитывают структуру технологических систем, качество элементов и их надежность, используемые методы организации работ и контроля их качества [7, 8]. Использование показателей безопасности технологических систем позволит оценить вероятность проведения технологических процессов в контролируемых условиях, соответствующих технологическому регламенту и гарантирующих выпуск высококачественной продукции при возникновении нерегламентированных ситуаций. Показатели могут и должны быть использованы для организации эффективного контроля и управления системами.
Учитывая вышесказанное, можно сформулировать понятие безопасности технологической системы следующим образом.
Безопасность технологической системы - свойство сохранять при функционировании в определенных условиях такое состояние, при котором с заданной вероятностью исключается риск ухудшения качества продукции, обусловленный воздействием неблагоприятных нерегламентированных факторов на незащищенные элементы системы.
Задача обеспечения безопасности технологических систем сводится к уменьшению риска до некоторого предела, т.е. к сведению до минимума возможности возникновения ситуаций, отрицательно влияющих на качество продукции.
При обосновании состава количественных показателей безопасности технологических систем прежде всего необходимо установить требования к ним.
Поскольку одной из основных задач технологических систем является выпуск продукции гарантированного качества, необходимо исключить возможность возникновения опасных ситуаций, приводящих к отклонению технологических процессов и, соответственно, к отклонению качества продукции. О степени достижения цели можно судить по тому, насколько уровень безопасности рассматриваемой системы сказывается на качестве проведения процессов. Отсюда вытекает первое требование: выбранные показатели должны быть связаны с показателями эффективности технологических процессов. Второе требование к
разрабатываемым показателям обусловлено задачами, решаемыми системой. Технологические процессы протекают в технологических системах, качество которых обусловлено качеством и взаимной совместимостью элементов систем. Исходя из этого, выбранные показатели безопасности технологических систем должны включать в себя показатели отдельных процессов и базироваться на параметрах, характеризующих качество всех или возможно большего числа элементов систем, реализующих их.
Другие более конкретные требования к вводимым показателям могут определяться целями исследования и совершенствования технологической системы, как правило, заключающимися в анализе ее функционирования и выработке рекомендаций по повышению эффективности системы.
На основании вышесказанного можно заключить, что показатели безопасности технологической системы должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к критериям оценки эффективности и оптимизации, а также ограничениям в задачах планирования и оперативного управления: быть универсальными, наглядными и чувствительными к изменениям параметров системы.
Наиболее полно этим требованиям отвечают вероятностные показатели, являющиеся интегральной характеристикой качества сложных систем. Такие показатели широко используют при оценке надежности, эффективности и качества систем [6 ]. Кроме того, достоинство вероятностных показателей обусловлено наличием хорошо разработанного математического аппарата теории случайных процессов в сложных системах. Это позволяет прогнозировать вероятностные показатели безопасности технологических систем и их отдельных компонентов, использовать соответствующие методы теории надежности эрготехнических систем и теории нечетких множеств.
Количественным показателем безопасности технологических систем может служить показатель риска, представляющий собой частоту или функцию частоты гипотетических отклонений показателей качества продукции, вызванных нарушениями в процессе функционирования систем. Риск можно оценивать и как совокупный фактор вероятности возникновения опасного события и его последствий [7,8 ]. Под опасным событием подразумеваем превышение влияния случайных нерег-ламентированных факторов над адаптационными способностями системы или запаздыванием реакции на них.
Использование показателей риска в качестве критериев оценки качества
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ
технологической системы будет весьма полезным. Однако при этом определенную сложность представляет априорная оценка значений показателей. В соответствии с современными представлениями предварительное оценивание подобных количественных показателей возможно лишь на основе моделей, связывающих выбранные показатели рассматриваемой системы с показателями качества, и взаимной совместимости ее основных компонентов.
Для решения проблемы обеспечения безопасности технологических систем необходимо разработать научно обоснованную методологию, основанную на объективных факторах и закономерностях возникновения опасных ситуаций, приводящих к отклонению технологических процессов и, соответственно, ухудшению качества производимой продукции.
В основу методологии могут быть положены исходные положения о стохастическом характере возникновения опасных ситуаций и их причинной обусловленности большим числом факторов, а именно:
1. Возникновение опасных ситуаций является следствием появления и развития причинной цепи предпосылок, приводящих к потере управления технологической системой.
2. Инициаторами и составными частями причинной цепи возникновения опасной ситуации являются ошибочные и несанкционированные действия работающих, неисправности и отказы технологического оборудования, не-регламентированные воздействия внешних факторов.
3. Ошибочные и несанкционированные действия обслуживающего персонала обусловлены, как правило, недостаточной технологической дисциплинированностью, потенциально опасной технологией, конструктивным не-
совершенством используемого технологического оборудования.
4. Отказы и неисправности оборудования вызваны его низкой надежностью и несанкционированными или ошибочными действиями обслуживающего персонала.
Приведенная нами на рисунке модель технологической системы показывает: необходимость признания технологической системы качественно новым образованием по сравнению с отдельными, составляющими ее элементами и их суммой; предопределенность системной природы элементов системы и невозможность их познания вне системы без учета всех взаимосвязей и взаимозависимостей. Структура системы, существующие в ней цепочки прямой и обратной связи, предопределяют поведение системы и возможные проблемы. Этот принцип системной динамики проявляется в образовании причинных цепей предпосылок, которые вызваны взаимообусловленными факторами, в том числе и внутрисистемными.
Таким образом, в качестве научного метода исследования безопасности технологических систем должна служить системная инженерия, являющаяся частью общей теории систем и объединяющая принципы исследования, используемые в системном анализе, кибернетике и синергетике. Неустойчивость в поведении системы может интерпретироваться как появление предпосылок к возникновению опасных ситуаций, вызванных возмущающими факторами, а возникновение нарушений - превышением этих факторов над ее адаптационными возможностями или запаздыванием реакции на них.
Введение показателей безопасности технологических систем позволит:
• объективно оценить состояние тех-
нологических систем, их способность гарантировать высокое качество выпускаемой продукции;
• осуществить сравнение альтернативных технологических систем для аналогичных производств;
• разработать и провести оценивание эффективности альтернативных мероприятий, направленных на повышение безопасности технологических систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения.
2. Белов П.Г., Гражданкин А.И., Ма-хутов Н.А. Стандартизация и регламентация в сфере безопасности: реалии и перспективы // Стандарты и качество. 2004. №2. С. 26-33.
3. Панфилов В.А. Технологические линии пищевых производств (теория технологического потока).- М.: Колос, 1993, 288 с.
4. Р 50-601-19-91. Применение статистических методов регулирования технологических процессов. - М.: ВНИИС, 1997, 50 с.
5. Кумэ X. Статистические методы повышения качества: пер. с англ. -М.: Финансы и статистика, 1990.
6. Александровская Л.Н., Афанасьев А.П., Лисов А.А. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем. Учебник. - М.: Логос, 2001. 208 с.
7. Елизаров А.И. Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем. Учебник / Под ред. В.П. Соколова. - М.: Логос, 2001, 232 с.
8. Стрелюхина А.Н., Мачихин С.А. Оценка риска при анализе технологических процессов // Методы менеджмента качества. 2000. № 2.
«К.Т.К.»
Торговый представитель
нетчрсою
4
К(Я1Щр1Ш
EMSLMÏD-STARKE GMBH
ПРЕДЛАГАЕТ следующие пищевые добавки:
• мальтодекстрины и сиропы глюкозы (крахмальная патока)
• модифицированные крахмалы для производства:
■ соусов, кетчупов и майонеза
■ детского питания и молочных продуктов
■ консервов и мясной гастрономии
■ безалкогольных напитков
■ кондитерских и хлебобулочных изделий
■ и многого, многого другого
СУХОЕ КАРТОФЕЛЬНОЕ ПЮРЕ мешки по 25 к.г., в т.ч. фасованное Стабилъиые поставки. Бея продукция сертифицирована
тел, 575- 6471, 575-6570 туф. 573-4083
141400 Россия, Московская область, г. Хижи. ул. Пролетарская д. 17
