Введение
Актуальность темы.
Все возрастающие требования к безопасности и регулярности полетов современных воздушных судов (ВС) приводят к значительному росту сложности автоматизированных бортовых комплексов оборудования. Электротехническое оборудование различных ВС (ЭТО ВС), играющие ключевую роль в комплексировании всех видов оборудования ВС и включающие жгуты электрических проводов, распределительные и коммутационные устройства, пульты управления и панели автоматов защиты, объединенные в систему передачи и распределения энергии, аналоговой и цифровой информации, в значительной степени определяет надежность функционирования всех систем устанавливаемого на борт оборудования. Трудоемкость изготовления компонент этого оборудования, связанного в основном с электромонтажом, имеет тенденцию к увеличению и составляет 20-25% от общей трудоемкости изготовления ВС в целом.
Многообразие и сложность процессов изготовления ЭТО ВС, высокие требования к его надежности, с одной стороны, и человеческий фактор, оказывающий существенное влияние в рамках "человеконаполненной" организационной системы производства этого оборудования, с другой - обусловили интерес к научно-техническому обеспечению качества изготовления этого оборудования на основе принятых в авиационной промышленности руководящих технических материалов (РТМ), стандартов.
Длительное время производство ЭТО ВС, технология монтажа, непосредственное управление монтажом, контроль выполненных операций и готовых изделий в целом, определяющие качество этого оборудования, не имели достаточной теоретической базы и развивались на основе экспериментальных исследований с частичным привлечением методов статистического анализа. Отставание научного уровня производства ЭТО ВС объясняется исключительной сложностью получения формализованного описания технологических процессов изготовления, реализуемых в рамках существующей сис-
5
темы обеспечения качества. В то же время тщательное изучение и формализация основных этапов производства в рамках "человеконаполненной" системы изготовления ЭТО ВС необходимо для успешного решения проблемы создания на этой основе высокоэффективной системы диагностического управления качеством электромонтажных работ, т.е. системы, обеспечивающей непрерывное отслеживание качества изделия по оперативным показателям, посредством операционного контроля в течение монтажа, что повышает надежность устройств и оборудования в целом.
При этом следует отметить отсутствие работ по выбору стратегии диагностической проверки отдельных операций и структуры системы обеспечения качества с учетом условий ее применения, свойств и характеристик выполненных операций и других факторов. Для построения глубоко структурированной и эффективно действующей на этапе изготовления системы диаг- ностического управления качеством монтажа, как основы обеспечения заданных свойств устройств и комплексов ЭТО ВС, необходимо решение целого комплекса научно-технических задач для обеспечения качества монтажа этого оборудования. В основе построения такой системы лежит моделирование технологических операций и процессов, а также разработка на их основе средств методического и информационного обеспечения, без которых невозможно выполнение новых, повышенных требований к качеству и надежности в условиях нестационарности процесса производства, обусловленным частой доработкой всей номенклатуры изделий из-за необходимости повышения технических характеристик ЭТО ВС. Моделирование повышает прозрачность работы монтажника как основного звена производственного процесса для служб обеспечения качества готовой продукции (бюро централизованного контроля) и создает предпосылки управления этими процессами, а также является основой для проведения реинжиниринга соответствующих служб и внедрения CALS-технологий в процессы этого производства.
В настоящий период времени, когда предприятия авиационного ком- плекса диверсифицируют свою деятельность и участвуют во многих проек-
тах, связанных с запуском новой продукции в производство, создание интегрированных автоматизированных систем управления качеством продукции на основе РТМ отрасли является актуальной задачей.
Высокая значимость и потребность в ускоренном развитии и совершенствовании современных систем управления качеством авиационной продукции и их практическое применение определили цель и содержание настоящей работы.
Цель работы.
Целью диссертационного исследования является повышение качества ЭТО ВС за счет совершенствования методов и средств управления качеством на этапе его изготовления в рамках самолетостроительного производства.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- постановка задачи и выбор целевой функции;
- разработка критериев оценки качества процесса монтажа ЭТО ВС и интегральных показателей качества устройств ЭТО ВС, используемых в процессе его производства; !
- разработка методических основ управления качеством монтажно-сборочного производства ЭТО ВС;
- разработка модели оптимального взаимодействия и функционирования проектных, технологических и организационно-технических структур производства ЭТО ВС;
- разработка методики оптимизации ресурсов монтажно-сборочного участка с применением автоматизированных рабочих мест электромонтажников;
- разработка автоматизированного рабочего места электромонтажника (АРМ-Э) и алгоритмов функционирования программного комплекса управления АРМ-Э.
Предмет исследования.
Предметом исследования являются методы и средства построения автоматизированной системы производства ЭТО ВС в рамках системного подхода к управлению качеством монтажа на самолетостроительных предприятиях.
Объект исследования.
Объектом исследования являются производственные процессы изготовления ЭТО ВС.
Методы исследования.
Решение поставленной задачи проведено на основе принципов TQM, методов системного подхода, теории структурно-функционального анализа, методов математического моделирования, статистики, технической диагностики, теории массового обслуживания, квалиметрии, а также реальных экспериментальных исследований с целью оценки корректности теоретических выводов.
Научная новизна.
К наиболее значимым результатам исследований, обладающих научной новизной, относятся:
- методика формирования системы основных параметров, влияющих на качество ЭТО ВС, на основе которой производится интегральная и дифференциальная оценка качества элекбтросборок. Система основных реально измеренных параметров позволяет отслеживать динамику их изменения во времени, и тем самым дают возможность предсказывать выход параметра за поле допуска;
- информационная матрица состояния, как основа оценки качества ЭТО ВС, определяющая качественное техническое состояние, на заключитель-
ном этапе изготовления электросборки, которая обеспечивает структурированное хранение информации о каждом объекте ЭТО ВС;
- методические основы оптимизации организационной структуры мон-тажно-контрольной стадии производства электросборок, которые позволяют эффективно оптимизировать и управлять имеющимися ресурсами производства по критерию минимальных производственных издержек;
- информационная и организационно-техническая структура системы управления качеством, обеспечивающая практическую независимость качества монтажа от квалификации исполнителя с помощью интеграции функций управления качеством на автоматизированном рабочем месте электромонтажника, а также за счет оптимального информационного обеспечения электромонтажника;
Практическая ценность.
В данной работе осуществлена реализация принципов управления качеством, на которых основан стандарт ИСО 9000 в индивидуальном производстве таких как базирование на фактах при принятии решений, процессный подход и системный подход к управлению качеством и имеет практическую значимость для создания оптимальной организационно-технической структуры и интегрированного автоматизированного управления качеством ЭТО ВС на основе разработанных методов с учетом РТМ отрасли, что позволяет реализовать систему управления монтажом и качеством электросоорок, совершенствовать в рамках комбинированного подхода технологические процессы монтажа, контроля, диагностики, дифференциальную и интегральную оценку качества изделий ЭТО ВС. Практическую значимость имеют разработанная методика оценки качества монтажа на основе информационных матриц состояния объекта, позволяющая использовать их при операционном и окончательном контроле изделий производства.
Разработанная методика формирования системы основных параметров, влияющих на качество ЭТО ВС, может быть использована в оценке качества
не только изделии авиационной отрасли, но и других наукоемких производств.
Реализация работы.
Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательских работ НИЛ-36 Самарского государственного аэрокосмического университета по проблемам обеспечения качества изделий авиационных предприятий отрасли для повышения конкурентоспособности ВС, выпускаемых в Российской Федерации. Результаты диссертационной работы использованы ведущей организацией для разработки технологических документов и руководящих технических материалов отраслевого назначения, и внедрены в производство ЗАО Авиастар-СП г.Ульяновск и использованы в учебных пособиях "Техническое обслуживание и ремонт авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов".
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены: на научной конференции "Управление организационно-экономическими системами: моделирование взаимодействий, принятие решений" (Самара: СГАУ, 1999), II Всероссийская конференция "Самолетостроение в России: проблемы и перспективы" (Самара: СГАУ, 2000); Всероссийской молодежной научной конференции "VI КОРОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ" (Самара: СГАУ, 2001 г.); в аспирантских вестниках Поволжья №2 2002 г. и №1 2003 г.; на научной конференции "Естествознание. Экономика. Управление" (Самара: СГАУ, 2003 г.).
На защиту выносятся:
- критерий оптимальности проектируемого технологического процесса совместно с операциями контроля;
10
9 - методика формирования системы основных параметров, влияющих на
качество ЭТО ВС;
- метод оценки качества электросборки с помощью использования матрицы технического состояния;
- математическая модель и функциональная структура интегрированной системы управления качеством монтажа устройств ЭТО ВС;
- методика проектирования оптимальной производственной системы монтажно-сборочного участка производства ЭТО ВС.
Личное участие.
Вклад автора состоял в разработке методики формирования основных показателей качества, оценки качества с их применением, построения математической модели функционирования производственной системы, а также в * разработке функциональной интегрированной системы управления качест-
вом и методики расчета организационно-технической структуры монтажно-сборочного участка.
Публикации.
По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации составляет 183 страницы машинописного текста, включая 2 таблицы, 40 рисунков.
11
¦ ГЛАВА 1. Анализ состояния систем управления
качеством продукции
1.1. Основные понятия и определения
Качество продукта это есть его свойство удовлетворять ожидания и по-fy требности конкретного потребителя [19,23]. Однако, говоря о качестве, под-
разумевают не только продукт. Поэтому в Международном Стандарте ISO 9000:2000 (Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь) существует такое определение как объект качества.
Качество — степень соответствия характеристик объекта требованиям [71].
X Применяя данное определение качества к продукту следует говорить о
том, что качество закладывается в продукт в процессе его проектирования и изготовления, а оценивается оно в процессе контроля и эксплуатации. Поэтому качество можно планировать при разработке, как самого продукта, так и процесса его изготовления. После изготовления продукта, запланированные значения качества сравниваются с полученными, которые получили названия показатели качества.
Количество и вид характеристик качества, которые направлены на удов-(Щ летворение определенных запланированных потребностей конечного потре-
бителя, зависят от конкретного вида продукта или услуги. В связи с этим, совокупность ожидаемых потребителем параметров качества необходимого ему продукта и их значения, удовлетворяющие запросам потребителя, и будет составлять ценность продукта.
Особое внимание следует обратить на такую важную характеристику продукта, как бездефектность [23]. Под дефектом подразумевают несоответствие какого-либо показателя качества продукта требованиям потребителя % [91,101,109]. Дефекты классифицируются по трем категориям конструктив-
12
ные, производственные и эксплуатационные. Под производственными дефектами понимается каждое несоответствие изделия конструкторской документации.
Исходя из вышесказанного, следует отметить, что учитывая ценность продукта, потребитель примет решение о его приобретении с учетом того, насколько стоимость продукта будет оправдывать его предполагаемые затраты на приобретение и последующую эксплуатацию этого продукта.
Поэтому существую три пути конкурентной борьбы производителей, соответствующих рассмотренных ситуациям:
1. Конкуренция за счет снижения цен при общем низком качестве. Данный вид конкуренции был характерен в 40-50 годы, т.е. тогда, когда рынок потреблял все, что производилось.
2. Конкуренция за счет повышения ценности продукта и соответст- вующей его стоимости. По мере насыщения рынка и роста благосостояния населения, потребитель был готов заплатить большую стоимость за более ценный продукт.
3. Конкуренция за потребителя в условиях насыщенного рынка. Этот вид конкуренции характерен начиная с 70-х годов и по сей день. Значительных успехов в этом виде конкуренции добилась Япония, которая провозгласила еще в конце 60-х годов: "Высокое качество по низким ценам".
Основные составляющие качества, на которые должен ориентироваться производитель являются:
- качество планирования;
- качество разработки;
- качество процесса производства;
- качество эксплуатации;
- качество утилизации и переработки продукта после использования.
13
v 1.2. Основные положения идеологии всеобщего управления ка-
чеством
Рассматривая идеологию ВУК можно выделить наиболее важные ее элементы [23,74]:
- акцент на потребителя;
- акцент на процесс;
- непрерывное (постоянное) улучшение;
v* - вовлеченность всех в работу по улучшению качества;
- базирование решений только на фактах.
При этом следует отметить, что основным и обязательным условием успешного внедрения ВУК на предприятии является личное участие высшего руководства в вопросах, связанных с качеством.
Однако только потребитель, с точки зрения ВУК, может оценить качест-Ф во в зависимости от его потребностей. Именно определение нужд потребите-
ля, как внутреннего, так и внешнего, является первой задачей, которую нужно решить, чтобы потребитель был вовлечен в процесс создания качественного продукта.
Существует множество методов сбора информации о потребностях потребителя [65,68], такие как письменное и личное анкетирование, групповое обсуждение в коллективах потребителей, метод индексации степени удовлетворенности потребителя, а также метод "слушать потребителя и наблюдать за ним". Данные методы имеют свои достоинства и недостатки, поэтому выбор конкретного метода осуществляется в зависимости от имеющихся ресурсов у производителя.
Однако компания, работающая в условиях ВУК, должна удовлетворять потребности не только внешних потребителей, которыми являются конечные пользователи продукта, промежуточные потребители, крупные и средние потребители, но также и внутренних. К внутренним следует отнести пользователей внутреннего продукта, служащих компании и пользователей результатов бизнеса компании.
14
В связи с тем, что качество продукта является результатом качества процессов, ВУК уделяет большое внимание понятию процесса, которое оно интерпретирует, как совокупность взаимодействующих видов деятельности, преобразующих входы в выходы.
Основная причина такого внимания ВУК к процессу в том, что главным является предупреждение несоответствий, а не их исправление. Поэтому, влияние на процесс, а не на результат процесса является основополагающим принципом работы компании в условиях ВУК. Применяя систему контроля процесса, которая заключается в контролировании каждого этапа преобразования входа процесса в его выход и при любом отклонении позволяет при помощи обратной связи влиять на ход самого процесса, можно судить о том, насколько процесс хорошо работает и можно ли его улучшить. Существуют три фазы управления качеством процесса, известные как трилогия Джурана: планирование, контроль и управление качеством.
Возможностей влиять на процесс улучшения качества каждого сотрудника много [6,10,23,26,29,96,101]. Поэтому вводится такое понятие как политика рассредоточения, заключающаяся в наделении каждого элемента организационной структуры предприятия определенными функциями, по улучшению качества производства в целом за счет передачи им функций руководства.
Существует две схемы политики рассредоточения:
- вертикальная, где действует жесткая централизованная структура управления "сверху-вниз";
- горизонтальная, означающая тесную связь определенных горизонтальных уровней с потребителем, при этом, связь с другими горизонтальными уровнями минимальна, а значит, влияние на общую цель компании практически отсутствует.
Рассмотренные схемы представляют собой крайние случаи политики рассредоточения и поэтому, ВУК приводит к объединению этих двух схем.
15
Рассматривая последний элемент идеологии ВУК, следует отметить, что одна из основных причин того, что многие проекты терпели крах, это ошибочное мнение о рынке, на чем основываются принципиальные решения о стратегии компании. Этому способствуют отсутствие полной оценки потребностей потребителей, а также недостаточные знания о своем продукте в период, предшествующий его появлению на рынке. Поэтому, ВУК указывает на необходимость базирования решений только на фактах и предлагает цепочку взаимосвязанных процессов для принятия решений, которая состоит из:
- выбор требуемых данных;
- сбор фактов (статистического материала);
- интерпретация фактов (анализ собранного статистического материала);
- принятия решений.
1.2.1. Основные инструменты управления и контроля
Как говорится выше, принятие решения должно быть базировано только на фактах. Это основной принцип Всеобщего Управления Качеством. Однако при этом возникает такая задача, как сбор данных или фактов, т.е. статистического материала. Этой задачей, а именно, сбор, обработка и анализ данных, занимается математическая статистика [11,18,45]. При этом, существует огромное множество методов в данной науке. Из всего этого множеств японские ученые, и в первую очередь профессор Исикава, отобрали 7 методов, обеспечив им наглядность и простоту восприятия даже для непосвященных в области математической статистики [23,40,53,64]. Они известны как семь инструментов контроля и включают в себя:
- контрольный листок;
- гистограмма;
- диаграмма разброса;
16
- диаграмма Парето;
- стратификация (расслоение);
- диаграмма Исикавы (причинно-следственная диаграмма);
- контрольная карта.
Применение данных методов как семи инструментов контроля качества является достаточным и необходимым. Однако последовательность и их количество может варьироваться от поставленной перед системой цели. Для того чтобы они успешно действовали, надо начинать с обучения им всех участников процесса, при этом, не забывая о важности отношения руководителей компании к процессу обучения.
Говоря о статистических методах, надо сказать, что это инструменты познания, а не управления. Они предназначены для контроля протекающего процесса, с целью обеспечить участника процесса фактами для возможности корректировки и улучшения данного процесса.
Все выше перечисленные инструменты контроля качества опираются на численные данные, что соответствует главному принципу ВУК - опираться только на факты. Однако факты могут выражаться не только численными значениями, поэтому для принятия решения необходимо знать поведенческие науки, операционный анализ, теорию оптимизации и статистики. В связи с этим, Союз Японских Ученых и Инженеров разработал семь полезных инструментов, которые призваны решить задачу управления качеством и по-лучивших название семи инструментов управления или семи новых инструментов контроля качества [23,61,64,74,83]. К ним относятся:
- диаграмма сродства;
- диаграмма связей;
- древовидная диаграмма;
- матричная диаграмма или таблица качества;
- стрелочная диаграмма;
- диаграмма процесса осуществления программы;
- матрица приоритетов.
17

 Часть из работы     Получить работу