Модель управления качеством продукции в машиностроении

Концептуальная схема проектирования структуры управления качеством изделий базируется на следующих принципах:

Å максимальное использование нетрадиционных и оригинальных методов, базирующихся на патентах и изобретениях;

Å применение алгоритмов и программ для существующих типовых технологических и контрольных систем;

Å описание контрольных систем с возможностью решения задач по универсальным программам;

Å создание экспертных систем для оценки качества принимаемых решений;

Å возможность стыковки всех вариантов решения на базе математических функциональных связей;

Å повышение качества и достоверности полученного конечного результата путем оптимизации множества вариантов выполнения операций.

Структурная схема управления качеством изделий приведена на рис. 2.

J

О

П

К

Э

у

z

w

v

Рис. 2. Структурная схема управления качеством объекта:

О – качество объекта, воплощенное в документации; П – производство объекта; К – контроль соответствия потребительских качеств, заложенных в техническом задании; Э – подтверждение заложенного в техническом задании уровня качества при эксплуатации.

x – исходная информация об объекте; у – исходная информация для обеспечения качества уровня объекта; z – полученные показатели качества объекта; v, w – управляющие воздействия на обеспечение качества объекта; J – сигнал обратной связи.

Исходная информация х включает в себя анализ потребности, основные эксплуатационные показатели, определяющие конкурентоспособность продукции, экономические показатели. Результатом этого этапа является техническое задание (ТЗ) на объект. При качественной экспертизе ТЗ исключаются материальные потери на последующих этапах производства изделий.

В процессе проектирования (стадия О) требуется с одной стороны – обеспечить требования ТЗ, с другой – создать оптимальные технические и экономические условия производства объекта. Результаты этого этапа оценивают по качеству проекта.

Результатом производства (стадия П) является воплощение объекта в реальную конструкцию. Для этого необходимо провести подготовку производства с учетом входящей информации (у). Эта стадия включает в себя, как правило, выбор исполнителя (предприятия-изготовителя), отработку технологичности конструкции с учетом возможностей исполнителя. Здесь учитываются затраты на производство, сроки, объемы, капитальные средства на технологическое перевооружение производства под новое изделие, условия финансирования, географическое расположение соисполнителей (расстояния между предприятиями, связь и виды применяемого транспорта) и др. элементы системы.

Качество готового объекта оценивается испытаниями (z), которые могут происходить у исполнителя и у заказчика. Результатом этого этапа является оценка качества труда исполнителей на стадиях О и П. Если требования конструкторов у оказались выполнимыми и они реализованы на производстве П, объективно оценены z, то показатели у качества объекта К должны быть не ниже, чем х в ТЗ.

В случае снижения показателей качества К относительно О оперативно поступает обратный сигнал J о необходимости мероприятий на стадиях О, П, y, z. Некоторые пункты ТЗ (например, стабильность показателей, ресурс, наработка на отказ, ремонтопригодность и др.) выявляются только в процессе эксплуатации Э изделия. Результаты оценки качества на этапах К и Э систематизируются и анализируются в виде базы или банка данных с поисковой системой, обобщающей типовые требования к изделиям и путям повышения их качества.

Т. о., управление качеством продукции идет по двум направлениям: оперативной обратной связи J в процессе заводских испытаний и путем систематического воздействия w, v проектировщиков и производителей.

Система постоянно динамически развивается, т.к. изменяются исходные условия х: учитываются новые идеи, открытия успехи конкурентов, повышение качества средств производства и др. Информационная база, уточненная в процессе эксплуатации Э, дает возможность своевременно и обоснованно повышать требования х к изделиям или ориентировать разработчика объекта О на начало разработки нового изделия.

Эффективность управления качеством зависит от охвата и глубины контроля. Результатом действий при контроле можно считать коэффициент соответствия реальных параметров ожидаемым (или нормативным).

Множество вариантов охвата и глубины контроля формирует область допустимых решений, из которых находят оптимальный вариант Z _опт

где В_ji – оптимальные варианты воздействия;

В_ji → min – условие оптимальности;

n – число оптимальных вариантов воздействия на объект.

Решение уравнения представляет установление последовательности применения операторов, которые позволят перейти от состояния х к состоянию Z _опт. Решение возможно, если задано условие оптимальности В_ji → min на всем пути до конечного состояния.

Пользуясь принятой в технологии контроля методологией, можно качественно оценить охват контролем всех этапов. Результаты такой экспертной оценки для различных видов контроля представлены в табл. 2.

Таблица 2 – Охват контролем на этапах производства объекта

Вид контроля	Этапы производства
х	О	у	П	z	К	Э	v	w
Статистический	+	+	–	+	–	+	+	?	?
Аналитический	+	?	+	+	–	+	+	–	–
Инструментальный	–	–	–	+	+	+	–	–	–
Экспертный	+	+	–	?	?	+	+	?	?
Лабораторные испытания	?	?	–	?	+	+	–	?	?
Эксплуатационные испытания	–	–	–	–	–	–	+	+	+

Примечание. + - обязателен; – - не используется;?- по требованию.

Глубина контроля зависит от уровня оснащения, который можно охарактеризовать коэффициентом К _к.

К _к = N _кд / N _кр → 1,

где N _кд – число единиц контрольного оснащения, имеющееся в подразделении;

N _кр – требуемое число единиц при полном охвате контролем.

Оптимизация глубины контроля возможна при следующих условиях:

X классификация объектов выполнена с учетом категорий контроля, где первая категория требует наибольшего охвата и глубины контроля, т.к. состояние такого объекта определяет эксплуатационные качества и конкурентоспособность изделия;

X методы контроля обеспечивают высокую (или максимальную) достоверность результатов.

Глубина контроля оценивается человеко-машинными процедурами поиска экстремумов, объединяющие численные и аналитические методы, где оптимизационные задачи решаются путем аналитического анализа результатов численного решения.