Delist.ru

Информационная поддержка контроля качества при производстве материалов для дорожных покрытий (26.11.2009)

Автор: Москалёв Антон Геннадиевич

Системная информационная поддержка и сопровождение жизненного цикла продукции осуществляется в интегрированной информационной системе предприятия (ИИС).

ИИС представляет собой хранилище данных, содержащее все сведения, создаваемые и используемые всеми участниками жизненного цикла (ЖЦ) продукции в процессе их производственной деятельности. Это хранилище имеет сложную структуру и многочисленные внешние и внутренние связи. В рамках отдельного предприятия – производителя продукции ИИС, как минимум, должна включать в свой состав две базы данных: базу данных о продукции или изделиях и базу данных о предприятии. Общая база данных о предприятии (ОБДП) имеет информационные связи в том числе, с процессами технологической и организационно-экономической подготовки производства и собственно производством (включая процессы отгрузки и транспортировки готовой продукции).

Для непосредственного контроля качества обосновано применение статистических методов. Применение статистических методов – весьма действенный путь разработки новой технологии и контроля качества производственных процессов. Среди статистических методов контроля качества, рассчитанных на массовое применение, можно перечислить следующие методы: диаграмма Парето; схема Исикавы; расслаивание (стратификация); контрольные листки; гистограммы; графики (на плоскости); контрольные карты (в частности, контрольные карты Шухарта).

Методы, применяемые в совокупности с контрольными картами (рис.1), позволяют сначала определить, действительно ли процесс находится в состоянии статистической управляемости, а затем помогают поддерживать статистическую управляемость в процессе производства.

Рис.1. Вид контрольной карты

Проведенный анализ методов контроля качества показал, что описание процессов и функционирование интегрированной информационной системы предприятия связаны между собой методологически, организационно и технически. Поэтому основным принципом создания и совершенствования систем контроля качества должны быть не разработка и внедрение отдельных подсистем, а разработка комплекса технологий управления процессами и данными, реализованных соответствующими инструментальными средствами.

Во второй главе разрабатываются модели и методы использования автоматизированных систем управления данными о промышленной продукции (PDM-системы) в рамках единого информационного пространства (ЕИП).

Успешная реализация методов информационной поддержки при контроле качества технологических процессов производства материалов для дорожных покрытий во многом основывается на правильном подходе к построению моделей данных, полноценно характеризующих производственный процесс и, тем самым, обеспечивающих возможность эффективного управления качеством, как самих технологических процессов, так и конечной продукции. Исходные материалы для дорожных покрытий могут участвовать в сложных и многостадийных процессах производства, в которых одновременно могут участвовать несколько подразделений и даже организаций.

Современное предприятие по производству материалов для дорожных покрытий представляет собой объединенную сеть ресурсов предприятий с развитыми информационными и производственными связями. Такое объединение ресурсов предприятий определяется в рамках информационной поддержки жизненного цикла изделия (ИПИ-технологий) как «виртуальное предприятие». Такое предприятие обычно не является самостоятельным лицом, в него входят ресурсы нескольких юридических лиц, независимых, либо дочерних предприятий. На открытом рынке такое объединение более конкурентоспособно за счет того, что обязанности распределены между узкоспециализированными организациями либо их подразделениями. Кроме того, оно может предложить заказчику полный спектр услуг не только по производству материалов для дорожных покрытий, но и подготовки поверхности, укладке материалов и вводе объекта в эксплуатацию. Каждому из предприятий отведена роль в соответствии с его специализацией, которую они выполняют при исполнении конкретного заказа.

?????????a

??????a

?????????????a?-

??????a

0ри внедрении необходимо учитывать особенности работы конкретного предприятия. При этом в большинстве случаев возникают вопросы, которые нельзя решить с помощью стандартного или предустановленного функционалов РDМ-системы. В данной ситуации приходится прибегать к так называемым средствам интеграции и адаптации, в общем случае реализуемыми, как:

прикладные модули АСУП или САПР, оперирующие данными в PDM системе;

прикладные модули РDМ-системы (расширение функций);

конверторы PDM/АСУП, PDM/САПР и т. д.

Чтобы правильно построить модель процессов и модель информационных потоков, необходимо воспользоваться нотациями IDEF3 и DFD соответственно. Моделирование процессов в информационной среде базируется на уже выявленной при анализе предприятия структуре процессов с применением нотации IDEF3 (Рис.2).

Рис.2. Диаграмма в нотации IDEF3

Данная нотация позволяет строить модель с требуемой степенью подробности, используя возможность декомпозиции на любом этапе. Диаграмма декомпозиции модели содержит набор действий, связанных графическими стрелками, указывающими логику активации и завершения, а также дополнительные элементы, помогающие создавать альтернативные пути исполнения процесса. Применение IDEF3 наиболее эффективно на начальных этапах сбора данных и моделирования в силу его особенностей, таких как не сложный синтаксис и отсутствие жестких требований к полноте описываемых данных.

Процесс построения диаграммы выглядит следующим образом. Изначально на диаграмму выносятся действия верхнего уровня абстракции. Действия распределяются на диаграмме в порядке, примерно соответствующем последовательности активации. Отдельные группы действий, имеющие явную цепочку последовательности выполнения, соединяются связями. Отдельные цепочки процессов связываются вместе посредством комбинации перекрестков, затем на диаграмме обозначаются потоки промежуточных объектов процесса. Выполняется проверка и корректировка логики функционирования процесса, изображенного на текущей стадии подготовки диаграммы. Недостающая информация добавляется в диаграмму путем внесения элементов типа «ссылка».

Построив структуру процессов, можно описать информационные потоки между ними. Для каждого процесса или действия формируются списки атрибутов входных и выходных потоков документов. Информацией, необходимой для описания входных потоков является: процесс или действие, являющиеся источником данных; назначение данных; формат данных, вид носителя; содержание данных (передаваемые документы, количество экземпляров); признак необходимости выполнения действия; объем данных; интенсивность поступлений; реакция исполнителя на поступившие данные и время реакции; степень секретности. Для описания выходных потоков необходимо описать: действие – приемник данных; назначение данных; содержание данных (передаваемые документы, количество экземпляров); формат данных; вид носителя; объем сообщения; частота выдачи; степень секретности.

По результатам выявления информационных потоков построены модели потоков данных (Рис.3). Набор действий выбирается из моделей процессов и дополняется полученной на этапе информацией.

Рис.3. Диаграмма в нотации DFD

Для описания потоков данных применяются нотации DFD или IDEF0. Принцип построения диаграмм DFD сходен с нотацией IDEF0. Основными элементами диаграммы DFD являются функции, накопители данных, внешние сущности и связи между ними. Так же как и IDEF0 – модели, модель DFD содержит контекстную диаграмму и диаграммы декомпозиции.

Для настройки шаблонов потоков процессов необходимо определить как построенные модели в нотации IDEF3 будут реализованы в РDМ-системе. Таким образом, формируется единая совокупность настроек PDM-системы из всех сформированных ранее.

Третья глава диссертации посвящена разработке методики применения технологий контроля качества, и принципов их включения в систему единого информационного пространства предприятия. Поскольку основным объектом исследования является лаборатория контроля качества, необходимо построить модель структуры процессов данного подразделения. Для этих целей применимы документо-ориентированный, ресурсо-ориентированный и целе-ориентированный подходы к построению данной модели. Последний подход заключается в том, что процесс представляется как набор действий, нацеленных на получение конкретного результата с использованием различных исходных данных. Отличительные положительные особенности данного подхода следующие:

процесс стремится к конкретному результату (обеспечение качества материалов и продукции);

в процессе могут быть вовлечены несколько исполнителей;

при достижении цели могут создаваться и использоваться различные документы.

Целеориентированные модели можно построить, основываясь на имеющихся моделях, созданных на основе документо- и ресурсо-ориентированных подходов (Рис.4).

Рис.4. Целе-ориентированный процесс контроля качества материалов

При сборе исходной информации рекомендуется использовать знания руководителей. Данный способ применен при построении окончательных моделей процессов контроля качества на предприятии. Модели, построенные по этому принципу, будут необходимы на дальнейших этапах внедрения, так как несут информацию для тонкой настройки РDМ-системы.

Для автоматизации внесения информации о конечной продукции или изделии и его структуре в базе данных PDM-системы разрабатывается модуль работы с обменными файлами в формате STEP (в соответствии со стандартом ISO 10303-11). Стандарт STEP реализуется различными программными средствами, очень многие информационные системы проектирования и управления производством позволяют генерировать обменные файлы, поддерживая, таким образом, множество прикладных протоколов. Использование обменных файлов в формате STEP – один из возможных механизмов обмена информацией между PDM-системами. Для решения данной задачи разрабатывается механизм синхронизации атрибутов базы данных с информационными полями наборов данных, которые предварительно специальным образом отмечаются в шаблоне, используемом для генерации.

При обработке результатов испытаний представление большого объема экспериментальных данных в графической форме позволяет обнаружить эффекты (как предполагаемые, так и неожиданные) быстрее, а иногда с большей эффективностью, чем численные методы.

Значения предупредительных границ для использования в контрольных картах вычисляются на основе дисперсии исследуемых величин. Неодинаковое количество исследуемых выборок образцов материалов в каждой операции приемочного испытания приводит к различным значениям контрольных пределов, которые графически отображаются на карте линией в виде отрезков параллельных оси абсцисс, различной длины и изменяющихся в зависимости от номера выборки.

Карты Парето «по результатам деятельности» (рис.5) используются для выявления основных проблем и позволяют отразить следующие нежелательные результаты деятельности на качество продукции: дефекты, поломки оборудования, ошибки различного рода, отказы, рекламации, ремонты, возвраты продукции. К числу анализируемых проблем также относится и себестоимость изготовления, куда входят объемы потерь и затраты на производство.

Другая разновидность карты Парето носит условное название «по причинам». Она используется для выделения причин возникающих проблем, появляющихся в ходе производственного процесса, и используются для выявления основной из них по рабочим сменам, бригадам, возрасту рабочих, их опыта работы и квалификации, а также другим причинам, относящимся к оборудованию, материалам, условиям проведения работ (рис.6).

Рис.5. Карта Парето, представляющая число дефектов по их типам

Рис.6. Карта Парето с распределением времени обнаружения дефектов

загрузка...