Содержание к диссертации
Введение
1. Системный анализ процессов управления в производственно-технологических комплексах по изготовлению радиоэлектронных средств 24
1.1. Методы и средства поддержки принятия решений в производственно-технологических комплексах 24
1.2. Принятие управленческих решений в производственно-технологических комплексах 33
1.3. Особенности технологии изготовления радиоэлектронных средств и статистические методы обеспечения их качества 38
1.4. Статистическое управление технологическими процессами как средство управления качеством продукции 50
1.5. Выводы по главе 1 61
2. Оптимизация распределения ресурсов по этапам технологического процесса изготовления радиоэлектронных средств 63
2.1. Формализация задачи распределения ресурсов при управлении производственно-технологического комплексом 63
2.2. Алгоритм решения оптимизационной задачи при оценке показателя функционирования процесса 68
2.3. Оценка эффективности корректировки производственно-технологического комплекса 71
2.4. Обоснование эффективности метода косвенной оценки состояния производственно-технологического комплекса 79
2.5. Выводы по главе 2 81
3. Оценка качества функционирования производственно-технологического комплекса по изготовлению радиоэлектронных средств 82
3.1. Критерии эффективности статистического управления производственно-технологическими комплексами 82
3.2. Оценка характеристик плана контроля производственно-технологического комплекса на основе выборочных средних значений 84
3.3. Экспериментальная проверка качества радиоэлектронных средств 108
3.4. Выводы по главе 3 112
4. Технико-экономический анализ эффективности организационно-технологических мероприятий по обеспечению требуемого качества 114
4.1. Оценка характеристик контроля производственно-технологического комплекса по критерию интегральных затрат 114
4.2. Особенности учета затрат при статистическом управлении производственно-технологическим комплексом 117
4.3. Оптимизация плана контроля качества продукции с учетом статистических моделей управления 120
4.4. Алгоритмическое обеспечение оценки квазиоптимальных характеристик плана контроля состояния производственно-технологического комплекса 135
4.5. Выводы по главе 4 143
Заключение 145
Литература 147
- Методы и средства поддержки принятия решений в производственно-технологических комплексах
- Формализация задачи распределения ресурсов при управлении производственно-технологического комплексом
- Критерии эффективности статистического управления производственно-технологическими комплексами
- Оценка характеристик контроля производственно-технологического комплекса по критерию интегральных затрат
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Современное состояние развития информатизации всех областей интеллектуальной практической деятельности, в том числе и, в первую очередь, организационного управления, характеризуется одновременным и параллельным развитием двух противоречивых тенденция.
С одной стороны, стремительное развитие научно-технического прогресса привело к существенному обновлению класса предлагаемых к использованию информационных технологий, расширяющих сущностное содержание, масштабы и географические границы совместно осуществляемой при их поддержке производственной деятельности. За последнее десятилетие получили широкое распространение автоматизированные системы обработки данных и организационно-производственного управления, основанные на использовании локальных и глобальных вычислительных сетей. Многообразие архитектурных решений и относительное удешевление обработки информации создали реальные предпосылки перехода от автоматизации отдельных задач к автоматизации множества производственных процессов, осуществляемых разрабатывающей организацией или промышленным предприятием.
Вместе с тем повышаются требования к качеству проектных и исследовательских разработок при создании автоматизированных систем. Концепция реинжиниринга производственных процессов и нарастающее внедрение систем с архитектурой «клиент-сервер», являющиеся ведущими тенденциями последних лет, обуславливают возрастание роли системного подхода как при моделировании предметной области, так и при обосновании выбора архитектуры комплекса средств автоматизации. Таким образом в теории и практики создания производственно ориентированных систем обработки информации наметилась устойчивая тенденция возвращения к обсуждению методологических вопросов, позволяющая задать теоретические ориентиры, необходимые для более осознанной и конкретной инженерной деятельности.
С другой стороны, неоднозначная экономическая ситуация в России привела к значительному сокращению объема научных исследований, не носящих узкоутилитарного характера. Резко снизилось число работ методологического характера.
Таким образом, необходимость разработки общеметодологических вопросов формальных и инструментальных основ процессов управления и принятия решений в производственно-технологических комплексах (ПТК) очевидна.
За последние десятилетия непрерывный рост требований, предъявляемых к техническим объектам, развитие распределенных автоматизированных систем управления, необходимость использования средств аппаратного и функционального резервирования, расширение спектра задач сопровождался функциональным усложнением технических объектов /1, 2/. В этих условиях традиционные методы их создания вошли в противоречие с психофизиологическими возможностями человека, что настоятельно потребовало совершенствования методологии и средства системного синтеза сложных технических объектов.
Основанием для развития методов и средств системного анализа послужило становление общей теории систем и системотехники с одной стороны, накопление и систематизация опыта создания комплексов определенного назначения - с другой /2, 3/. Разработка таких комплексов разделяется на два направления:
• внешний (системный) анализ, связанный с выбором принципов построения и функционирования комплекса в целом;
• внутренний (технический) анализ (проектирование), связанный с реализацией элементов комплекса, которые должны обладать заданными характеристиками. Предметом системного анализа (СА) технических объектов является полный жизненный цикл объекта, включая создание, использование, развитие и утилизацию /4/.
Выбор оптимального варианта построения сложных технических объектов и способа их применения, соответствующих заданным требованиям, осложняется появлением специфических проблем, связанных с высокой степенью неопределенности целей, среды и поведения партнера (противника), поэтапным изменением свойств объекта, ограничениями на сроки и стоимость разработки 15/. При этом принципиальным является рациональное сочетание аналитических методов, имитационного моделирования и натурных испытаний. В соответствии со сказанным методология системного анализа включает следующие аспекты:
• классификацию принципов построения и функционирования объектов определенного назначения;
• технологию, схему и особенности системного синтеза;
• структурный анализ и распределение требований к элементам на ранних стадиях системного синтеза;
• принцип и правила построения имитационных моделей проектируемых объектов;
• методы оценки показателей функционирования проектируемых объектов в процессе разработки;
• методы параметрического синтеза проектируемых объектов;
• управление процессами создания новой техники.
Развитие методологии системного анализа с 1975 года до настоящего времени содержит три основных этапа/3/:
Первый этап (1975-83 г.г.) был связан с разработкой технологии С А и общих принципов имитационного моделирования; с появлением обобщающих работ по методам анализа и оптимизации сложных технических объектов; с появлением первых публикаций по распределению ресурсов и по учету изменения свойств объекта в ходе последовательных этапов создания.
Второй этап (1984-88г.г.) был связан с формулировкой общих законов строения и развития сложных технических объектов; систематизацией принципов построения технических объектов (комплексов 2 и 3 поколений); с формализацией процессов принятия технических решений; систематизацией опыта управления разработками и развитием предприятий.
Третий этап (1989-по н/в) связан с разработкой принципов построения сложных технических объектов (комплексов 4 и 5 поколения); с формулировкой и обоснованием принципов сочетания способов обработки информационных, управляющих сигналов и возмущающих воздействий в проектируемых объектах; с формализацией задач распределения ресурсов и управления проектами.
Содержанием системного анализа конкретного технического объекта является определение способа его построения и функционирования, требуемых характеристик образующих его устройств и алгоритмов; оценка и обоснование принимаемых технических решений; создание инструментальных средств для испытаний, отработки объекта в целом и (при необходимости) подготовки операторов.
Систематизацию опыта создания сложных технических объектов последовательно проводили Г. Гуд и Р. Макол 161, Р. Джонсон , Ф. Каст и Д. Розенцвейг 111, В. Н. Захаров /8/ и Л. А. Растригин 191, Н. М. Тищенко и Дж. Джонс /10/, Ю. X. Вермишев /11/.
Основы методологии системного анализа были заложены в публикациях А.И. Кухтенко /12/, А.А. Денисова и Д. Н. Колесникова /13/. Результаты ее развития излагались в работах В.В. Дружинина и Д.С. Конторова /14/, В.И. Николаева и В. М. Брука /15/, Ю.Д. Козина /16/. Информационные технологии моделирования, диагностики и испытаний сложных объектов детально изложены в работах Д.В. Гаскарова /2 , 17/, Б.Я. Советова и С.А.Яковлева /18/, О.Ю. Сабинина /19/, Дж Клира /20/. Методология системного анализа должна быть дополнена решением следующих проблем:
• снятия неопределенности процесса системного анализа относительно целей проектирования, возможных условий применения и поведения партнеров (противников);
• рационального сочетания аналитических методов моделирования и натурных испытаний;
Решение общей задачи распределения требований к устройствам, образующим сложный технический объект, по их точности и надежности должно опираться на априорные знания о функциональной зависимости показателя функционирования от характеристик устройств и внешней среды.
Для построения таких зависимостей на основе /с-мерного интеграла, выражающего результат усреднения условных показателей функционирования по жизненному циклу изделия необходимо использовать упрощающие гипотезы о характере жизненного цикла изделия и зависимости условных показателей от них.
В общем случае задача распределения требований является многокритериальной, но методами структурирования функция качества ее можно свести к совокупности однокритериальных задач /21/.
Процесс исследований создаваемых сложных технических объектов включает проведение технических экспериментов для статистической оценки показателей функционирования, определения их зависимости от контролируемых факторов и параметрической оптимизации /21/.
Статистическая оценка показателей функционирования осуществляется по алгоритмам, использующим методы планирования экспериментов и обработки полученных данных. Необходимый математический аппарат был изложен в трудах Р. Шеннона /22/, А.А. Самарского /23/, М. Месаровича /24/, Т. Саати /25/. Применение этих методов предполагает независимость испытаний и неизменность свойств объекта и среды. Реально же в процессе проектирования по результатам испытаний производят доработки, изменяющие свойства объекта, уточняют условия применения. К.А. Пупков /26/ и И.Д. Кочубиевский /27/ предложили способы поэтапного проведения экспериментов и обработки их результатов для понижения дисперсии оценок (по сравнению с методами усреднения) за счет правильного учета информации, полученной на предыдущих этапах. Первые монографии, посвященные применению указанных методов к оценке показателей функционирования сложных технических объектов различного класса, опубликовали А.С. Шаракшанэ /28/, B.C. Михалевич и В.Л. Волкович /29/, Ю.М. Смирнов /30/.
В публикациях Ю.М.Смирнова и С. Б. Ванга /30, 31/ рассмотрена задача минимизации погрешности в оценке вероятности сложного события по частотам элементарных событий при заданных затратах на экспериментирование.
Для определения зависимости показателей функционирования от контролируемых факторов методами регрессионного анализа ее описывают отрезком ряда Тейлора в окрестности рабочей точки.
• В этом случае коэффициенты регрессии определяются по методу наименьших квадратов на основе результатов наблюдений за изменением входных и выходных параметров.
При моделировании можно проводить активные эксперименты с искусственными возмущениями по заранее спланированной программе. Если в основу активного эксперимента положить ортогональное планирование, при котором скалярное произведение разных столбцов матрицы плана X равно нулю, то коэффициенты регрессии оцениваются с минимальной дисперсией (так как опыты ставятся с одновременным варьированием всех факторов), а их значение - некоррелированы. Поскольку в линейном модели число неизвестных коэффициентов К + 1, а число различных опытов при варьировании каждой переменной на двух уровнях М=2, целесообразно уменьшать число опытов, сохраняя условие ортогональности X. В монографиях Ю.В. Грановского и Ю.П. Адлера /32/, В.В. Налимова /33/ и СМ. Ермакова /34/ детально рассмотрены способы уменьшения числа опытов и способы учета ошибок при определении коэффициентов регрессии. Задача параметрической оптимизации заключается в определении значений варьируемых параметров, при которых критерий оптимальности имеет минимальное значение, и выполняются ограничения на значения параметров. Основные допущения классической постановки задачи могут быть сформулированы следующим образом:
• критерий оптимальности - единственный и однозначный;
• все параметры - контролируемые и изменяются непрерывно;
• математическая модель (совокупность критерия и ограничений) детерминирована и может быть задана в виде алгоритма.
В общем случае задача распределения требований является многоэкстремальной, поэтому в основе всех алгоритмов поиска глобального экстремума лежит получение информации о расположении и величине локальных оптимумов. Поиск локального оптимума включает три этапа:
1. выбор формы представления модели, учитывающей ограничения;
2. определение направления движения к оптимуму;
3. определение длины шага в выбранном направлении.
Каждый метод, реализующий эти процедуры, характеризуется областью применения и эффективностью, отражающей точность поиска, скорость сходимости, число обращений к модели, устойчивость и надежность. Детальную классификацию методов по указанным признакам выполнили еще в начале 80-х годов К.И. Геминтерн и Б.И. Коган /35/, Ф. Хилл /36/, Д. Бертсекас /37/, Д.А. Молодцов /38/.
В практических задачах параметрической оптимизации встречаются с тремя типами неопределенности /5/:
• неопределенность цели - реальное изделие будет компромиссом в сочетании требуемых качеств, но каким - заранее неизвестно;
• неопределенность природы - критерии могут зависеть от неконтролируемых параметров среды;
• неопределенность поведения партнера (или противника) - значение критерия зависит от нашего выбора и выбора других лиц.
Детальный анализ способов устранения неопределенностей был выполнен Н.Н. Моисеевым, Р. Кини и К. Райфа /39/.
В 80-е годы Ю.Х. Вермишев, В.К. Кругликов и В.Н. Козлов /40/ развили общую концепцию математического эксперимента в области системного синтеза.
Практическим приложением методов анализа и синтеза к проектированию радиотехнических систем посвящены публикации В.И. Тихонова /41/, А.П. Гладкиной /42/, В.И. Меркулова и В.И. Лепина /43/.
Возможность проведение машинных экспериментов в процессе разработки сложных технических объектов позволяет определить последовательность задач, решаемых методами имитационного моделирования и натурных испытаний, но ставит вопрос о наиболее рациональном использовании ограниченного числа экспериментов с увязкой результатов, получаемых разными методами.
Принципы сочетания процессов имитационного моделирования и натурных испытаний последовательно развивали И.Д. Кочубиевский /27/, Н.И. Баклашов /44/, В.М. Египко /45/, И.В. Ипатко, С.А. Исаев и Г.С. Кондратенков /46/. Основными проблемами, требующими дополнительной проработки и определяющими направление дальнейших исследований системного синтеза сложных технических объектов, являются:
• классификация и обобщение гипотез о характере изменения свойств объекта в процессе проектирования;
• обоснование и оценка эффективности методов учета изменений объекта и условий его применения, методов оптимального распределения ресурсов при поэтапной статистической оценке показателей функционирования; • математическая формулировка и обоснование принципов рационального сочетания процессов имитационного моделирования и натурных испытаний создаваемых объектов.
Основой для внедрения экономико-математических методов в процессы системного анализа послужили ранние работы А.Н. Волгина /47/ и Дж. Кемени /48/. Активно развивались методы многотемного планирования и распределения ресурсов по направлениям технического развития на основе нормативных моделей работ в конце 80-х годов В. П. Пересадой и Ю. М. Смирновым /49/, а в конце 90-х- А. О. Поляковым и В. В. Колбиным /50/.
Формализации организационных решений были посвящены работы А.В. Абдулова /51/ о формировании организационных структур управления и М.Б. Игнатьева /52/ о принципе адаптационного оптимума, но исследования в этом направлении ведутся недостаточно активно, полностью игнорируя ранние публикации В. А. Лефевра по теории конфликтующих структур /53/ и И. Л. Букатовой о принципах эволюционного моделирования /54/.
Эффективность производственно-технологических комплексов основана на системного учете факторов, определяющих, с одной стороны, технико-экономические параметры продукции, а, с другой стороны, требования и пожелания потребителей, распространяющиеся на все этапы жизненного цикла изделия /4, 55, 56/.
Использование системных принципов при проектировании, моделировании и эксплуатации производственно-технологических комплексов требует, в свою очередь, уточнения понятийного аппарата, развития теории качества и разработки эффективных процедур управления качеством продукции для различных этапов жизненного цикла.
Актуальность этих работ усиливается в связи с внедрением комплекса стандартов ISO 9000, распространяющихся не только на продукцию, но и, в первую очередь, на организационно-управленческие структуры предприятий и организаций, целью которых является маркетинговая деятельность, разработка и производство новой продукции, гарантийное и постгарантийное эксплуатационное обслуживание, вплоть до утилизации.
В новой редакции стандартов ISO 9000 /57/ уточнен ряд принципиальных аспектов и определений в теории управления качеством. Эти достижения базируются, в первую очередь, на трудах ведущих американских и японских специалистов. Чтобы понять сущность этих изменений, целесообразно обратиться к их философским основам.
Понятие «качество» является всеобщей философской категорией, относящейся к явлениям природы, процессам в ней происходящим, человеческому обществу и продуктам труда.
Качество представляет собой внутреннюю, не измеримую сущность и с изменением этой внутренней сущности меняется сам объект. Осознание и измерение качества можно осуществлять только посредством измерения его внешних проявлений - свойств качества. Выбор номенклатуры свойств, их ранжирование, методы измерения и оценки производятся разработчиком продукции или процесса, либо их пользователем.
Оценка качества функционирования продукции или процесса производится с помощью интегральной характеристики - качества целевого функционирования (КЦФ) /55, 58/. КЦФ может оцениваться той мерой (технико-экономическими показателями, параметрами, законами распределения и т. д.), которая наиболее существенна для потребителя в данное время и при данных обстоятельствах.
Научно-технический прогресс привёл к появлению многоканальных, многофункциональных, иерархических структур, обладающих избыточностью различного вида и робастностью. Эти структуры не укладываются в рамки классической ньютоновской механики и могут рассматриваться только с позиций системного подхода и положений теории систем. Такие структуры носят названия сложных и больших систем и требуют разработки новых методов исследования, в том числе и показателей качества. Существующий комплекс международных стандартов ISO 9000 и система TQM регламентируют, прежде всего, комплекс необходимых организационных действий и мероприятий по менеджменту качества, не давая никаких количественных оценок и не учитывая скрытые резервы качества сложных и больших систем /59/.
Руководство комитетов ISO, понимая несовершенство такого отношения, в редакции стандартов 2000 года основное внимание уделило рассмотрению процессов обеспечения качества, причём некоторые положения и даже части комплекса стандартов исключены и не рекомендованы к использованию. С учетом быстрого развития методов инжиниринга качества и постепенного осознания необходимости их широкого внедрения для различных этапов жизненного цикла изделий, возникла настоятельная объективная необходимость исследования и создания методов оценки и управления качеством сложных систем /55/.
В новой редакции стандартов введено понятие «процесса» (последовательности явлений) с входными и выходными характеристиками, предусмотрен контроль, анализ и прямое (или статистическое) оценивание, корректирующие или предупреждающие действия /59/. Такая совокупность действий позволит получить представление о том, что процесс (или процессы) согласуются с заданными или желаемыми характеристиками.
Активное управление качеством, ориентация на сопряженность тактико-технических характеристик изделия с пожеланиями (или требованиями) потребителя, распространяющимися на различные этапы жизненного цикла, предусматривает, в первую очередь, упор не собственно на продукцию, а на процессы управления качеством при ее разработке, производстве и эксплуатации /60/.
В процессе проектирования систем рассматривается обычно две составляющих качества:
• Качество потребителя {on-line quality), т.е. совокупность свойств, интересующих потенциального потребителя.
• Качество изготовителя {off-line quality), определяющее технические и экономические характеристики разрабатываемого устройства по отношению к имеющимся возможностям проектирования и производства.
В условиях рынка определяющим является качество потребителя, включающее особенности функционирования разрабатываемого устройства, условия сопряжения с внутренними, внешними и смежными подсистемами, эргономические и экономические показатели. Концептуальной проблемой является создание системы, функции которой соответствовали бы качеству потребителя. Для обеспечения нормальной эксплуатации продукция должна быть математическим или натурным моделированием проверена при воздействии различных условий применения. Возникающие при этом отказы должны быть устранены, а для их отсутствия в дальнейшем должны быть приняты соответствующие дополнительные мероприятия. Однако эти мероприятия характеризуют процесс отработки продукции и не имеют отношения к робастному проектированию или активному управлению качеством, т.к. на рынок поступает готовая продукция, за свойства которой несёт ответственность изготовитель.
Огромная работа по формированию качества изготовителя остаётся вне рассмотрения. Но при создании новой продукции наиболее важен именно этот этап работы, включающий огромный набор методов и средств обеспечения качества на этапе планирования, проектирования, изготовления и эксплуатации систем. Особенно это важно в случае проектирования сложных технических систем.
Основной задачей при этом является изменение идеологии процесса проектирования с включением методов системного синтеза, учитывающих наличие избыточности, возможности использования методов структурирования функций качества, методов Тагути, в том числе и робастного проектирования /55, 61/. Главной целью при этом является эффективное решение проблем проектирования не только для исправления допущенных ошибок, выявленных в процессе эксплуатации, но и проектирование самой функции качества целевого функционирования.
Для такого класса сложных систем, как производственно-технические комплексы, методология обеспечения качества должна быть дополнена результатами системного синтеза и анализа /59/. Применение методов системного синтеза и анализа является необходимым условием, определяющим эффективность формирования качества изготовителя на всех этапах создания и эксплуатации сложных систем.
Совершенствование систем управления в настоящее время характеризуется активным внедрением современных технологий в практику управления в различных сферах практической деятельности человека. Многообразие архитектурных решений и относительное удешевление обработки информации создали реальные предпосылки перехода от автоматизации отдельных задач к автоматизации множества производственных процессов.
Вместе с тем повышаются требования к качеству проектных и исследовательских разработок при создании автоматизированных систем. Концепция реинжиниринга производственных процессов и нарастающее внедрение систем с архитектурой «клиент-сервер», являющиеся ведущими тенденциями последних лет, обуславливают возрастание роли системного подхода, как при моделировании предметной области, так и при обосновании выбора архитектуры комплекса средств автоматизации. Таким образом, в теории и практики создания производственно ориентированных систем обработки информации наметилась устойчивая тенденция возвращения к обсуждению методологических вопросов, позволяющая задать теоретические ориентиры, необходимые для более осознанной и конкретной инженерной деятельности. Неоднозначная экономическая ситуация в России привела к значительному сокращению объема научных исследований, не носящих узкоутилитарного характера. Резко снизилось число работ методологического характера.
Таким образом, актуальность разработки общеметодологических вопросов формальных и инструментальных основ процессов управления и принятия решений в производственно-технологических системах очевидна.
Использование системных принципов при проектировании, моделировании эксплуатации производственно-технологических комплексов (ПТК) требует, в свою очередь, уточнения понятийного аппарата, развития теории качества и разработки эффективных процедур управления качеством продукции для различных этапов жизненного цикла.
Отсутствие методологического аппарата и средств автоматизированной обработки информации делает систему управления и технического обслуживания ПТК инертной, не позволяет перейти к эксплуатации технических средств по состоянию, влечет неоправданные дополнительные затраты. Выход из сложившейся ситуации возможен только на основе новых подходов к автоматизации системы управления, и в частности - процессов принятия решения.
Однако разработка программно-методического обеспечения процедур принятия управленческих решений отстает от темпов развития информационных систем, а приоритетность эффективного использования информации в процедурах анализа и принятия решений возрастает.
Для процессов управления ПТК характерна большая степень неопределенности и влияния случайных факторов. Это затрудняет применение детерминированных моделей и методов управления и обуславливает целесообразность использования ситуационного подхода и статистических методов управления ПТК.
В условиях мелкосерийного производства необходимость эффективного статистического управления производственно-технологическими комплексами, включая процессы технологической подготовки и собственно производственные процессы, усиливается также и тем, что относительный (в процентном отношении) ущерб от брака при кратко-временных процессах оказывается больше, чем при долговременных.
Применение статистического управления ПТК (СУПТК) обусловлено вариабельностью контролируемых показателей качества в партиях и необходимостью корректировок текущего технического состояния с целью компенсации влияния многочисленных производственных факторов. Преимуществом СУПТК становится возможность оперативного управления производственными процессами по результатам выборочного контроля процесса (контрольных границ и объема выборок), характеристики плана которого определяются по априорно заданным вероятностям пропуска момента разладки и перерегулировки ПТК. Известные методы расчета планов контроля не учитывают групповую обработку радиоэлектронных средств на большинстве операций, не обладают необходимой точностью оценки уровня наладки ПТК, не учитывают интегральные затраты на контроль изделий, регулировку ПТК и потери от брака.
С учетом изложенного выше задача повышения эффективности операционного контроля радиоэлектронных средств путем оптимизации планов выборочного контроля при статистическом управлении ПТК представляет существенный научный и практический интерес, что и определяет актуальность настоящей диссертационной работы.
Выполненные исследования направлены на развитие следующих критических технологий Российской Федерации: «Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (CALS-, CAD-, САМ-, САЕ-технологии)», «Прецизионные и нанометрические технологии обработки, сборки и контроля», «Энергосбережение».
Объект исследования составляют процессы управления качеством при разработке, производстве и эксплуатации радиоэлектронных средств. Предметом исследования являются алгоритмы, методы, информационное и программное обеспечение функционирования производственно-технологических комплексов по изготовлению радиоэлектронных средств.
Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является совершенствование процессов обеспечения качества при статистическом управлении производственно-технологическими комплексами по изготовлению радиоэлектронных средств.
Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
1. системный анализ процессов обеспечения качества радиоэлектронных средств и производственно-технологических комплексов, уточнение основных задач статистического управления ПТК, определение видов и групп разладки ПТК.
2. математическая формулировка и обоснование оценки затрат на корректировку ПТК и оценки эффективности распределения ресурсов при корректировке состояния ПТК по результатам контроля состояния.
3. разработка и обоснование статистических моделей управления для производственно технологических комплексов радиоэлектронного профиля.
4. разработка и обоснование критериев эффективности статистического управления производственно-технологическими комплексами при изготовлении радиоэлектронных средств.
5. разработка информационного обеспечения для расчета характеристик планов контроля состояния ПТК по предложенным технико-экономическим критериям.
6. теоретическая и экспериментальная оценка эффективности применения предложенных и разработанных методик.
Методы исследования. Методологическую и общетеоретическую базу исследований составляют теоретические основы технологии производства радиоаппаратуры, системология, теория принятия решений, методы теории оптимального управления, теории принятия решений, теории множеств и баз данных, теории классификации, численные методы анализа и математического моделирования, теория планирования эксперимента и имитационного моделирования. Основные теоретические результаты подтверждены экспериментально и при внедрении выводов и положений диссертации.
Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие новые научные результаты:
1. на основе системного анализа методологии поддержки принятия решения в производственно-технологических комплексах уточнена содержательная направленность отдельных этапов процесса поддержки принятия решения и определены потенциальные возможности использования ситуационного подхода к принятию управленческих решений в производственно-технологических комплексах.
2. предложены и разработаны методики косвенной оценки затрат по корректировке технического состояния ПТК и оценки эффективности распределения фиксированных ресурсов при проведении корректировки технического состояния ПТК по результатам контроля состояния, обеспечившие уменьшение дисперсии оценки.
3. предложены статистические модели управления ПТК, позволившие повысить эффективность управления с учетом вариабельности показателей качества продукции между партиями, случайного характера разладки ПТК и неточности уровня наладки.
4. предложены и разработаны критерии эффективности статистического управления ПТК по величине уровня брака за межрегулировочный период и интегральным стоимостным затратам на контроль и корректировку состояния ПТК, а также потери от брака.
5. разработаны и обоснованы методики выбора характеристик плана контроля состояния ПТК по априорно заданному предельно допустимому уровню брака, обеспечивающие квазиоптимальность по стоимостным показателям при случайном характере разладок ПТК. Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:
• предложены и разработаны методики оценки эффективности распределения ресурсов при корректировкеи технического состояния ПТК по результатам контроля состояния;
• предложена и разработана инженерная методика расчета характеристик плана контроля состояния ПТК по априорно заданному предельно допустимому уровню брака за межрегулировочный интервал;
• предложена и разработана инженерная методика расчета характеристик квазиоптимального по стоимостным показателям плана контроля состояния при случайном характере разладок ПТК;
Основные новые результаты, выносимые на защиту.
• результаты системного анализа методологии поддержки принятия решения в ПТК, позволившие уточнить содержательность этапов процесса поддержки принятия решения и определить возможности использования ситуационного подхода к управлению ПТК;
• методики оценки затрат по корректировке состояния ПТК и оценки эффективности распределения фиксированных ресурсов при корректировке ПТК по результатам контроля состояния;
• статистические модели управления ПТК, учитывающие вариабельность показателей качества продукции между партиями, случайный характер разладки ПТК и неточность уровня наладки;
• критерии эффективности статистического управления ПТК по величине уровня брака за межрегулировочный период и интегральным стоимостным затратам на потери от брака, контроль и корректировку состояния ПТК.
• инженерная методика расчета характеристик плана контроля состояния ПТК по априорно заданному предельно допустимому уровню брака за межрегулировочный интервал;
• инженерная методика расчета характеристик квазиоптимального постоимостным показателям плана контроля состояния ПТК при случайном характере разладок;
Реализация результатов работы.
Научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы реализованы создании и модернизации производственно-технологических комплексов для изделий радиоэлектроники, телекоммуникационных систем, средств связи и приборостроения, которые в период с 2003 по 2005 гг. внедрены в:
• ЗАО «Котлин-Новатор»;
• ОАО «Механический завод»;
• ЗАО «Промышленно-инновационная компания»;
• ЗАО «Эврика» и других предприятиях;
Апробация работы. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на Межотраслевой научно-практической конференции «Радиоэлектронные системы. XXI век» (Санкт-Петербург, 2004 г.).
Публикации. По результатам проведенных автором исследований опубликовано 5 научно-технических статей.
Основные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, изложены в следующих публикациях автора:
1. Балашов В.М., Горбунов А.А., Климова И.Н. Автофорезные лакокрасочные композиции для сложнопрофильных антенных устройств./ Материалы научно-практической конференции «Радиоэлектронные системы. XXI век», Санкт-Петербург. 2004.- с.
2. Балашов В.М., Горбунов А.А., Семенова Е.Г. Структурирование конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов / Материалы научно-практической конференции «Радиоэлектронные системы. XXI век», Санкт-Петербург. 2004. - с. 3. Горбунов А.А., Смирнов Ю.М. Косвенная оценка эффективности функционирования производственно-технологической системы. Электронный журнал «Исследовано в России», № 8, 2044-2052, 2005. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/199. pdf
4. Горбунов А.А., Смирнов Ю.М. Структурирование требований к показателям функционирования производственно-технологических систем. Электронный журнал «Исследовано в России», № 8, 2053-2062, 2005. http://zhurnal.ape.relarn.rU/articles/2005/.200.pdf
5. Горбунов А. А. Статистическое регулирование производственно-технологических систем как средство управления качеством продукции. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Секция Технические науки. 2005, вып. 5, с. 132-138.
6. Горбунов А.А. Методы и средства поддержки принятия решений в производственно-технологических системах. Межвузовский сборник научных трудов «Технические средства судовождения на внутренних водных путях», СПб.: СПГУВК, 2005. с. 62-67.
7. Горбунов А.А. Статистические модели управления производственно-технологическими системами. Межвузовский сборник научных трудов «Технические средства судовождения на внутренних водных путях», СПб.: СПГУВК, 2005. с. 67-72.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и включает 154 страницы основного текста, 25 рисунков, 20 таблиц. Библиографический список включает 93 наименования.
Методы и средства поддержки принятия решений в производственно-технологических комплексах
Ограниченные возможности существующих подходов к исследованию сложных технических объектов требуют:
анализа и обоснования упрощающих гипотез, свойств оптимального решения (робастность, магистральность), особенностей постановки задач распределения (дискретность, необратимость, линеаризуемость); разработки и оценки эффективности нового подхода к формулировке и решению задач распределения требований на основе их особенностей; выбора критериев для оценки оптимальности распределения ресурсов и их использования при новом подходе к решению типовых задач. Для достижения этих целей необходимо: выделить особенности в постановке и в итерационных процедурах решения задач распределения требований на основе структурирования функций качества; сформулировать новую обобщающую концепцию робастного синтеза сложных технических объектов и показать работоспособность способа оценки эффекта от реализации новой концепции применительно к сложным техническим системам.
Особенности моделирования создаваемых сложных технических объектов заключаются в следующем: в характере гипотез о связи показателей с контролируемыми параметрами, в частности для задач распределения требований и задач распределения ресурсов; в изменении свойств исследуемых объектов и условий их функционирования в процессе разработки в связи с устранением дефектов выявленных в процессе моделирования; в возможности ортогонального планирования вычислительных экспериментов обеспечивающих определение коэффициентов с минимальной погрешностью, многокристальности оптимизационных задач требующих дополнительных предположений для их сведения к математически корректным однокритериальным задачам; в дискретности значений контролируемых параметров, например число испытаний в задаче статистической оценке показателей; в необратимости текущих затрат в процессе внешнего проектирования.
На основе системного анализа процессов управления производственно-технологическими комплексами /62/ можно выделены основные аспекты системы управления и проблемы, связанные с принятием эффективных решений в этой системе.
Одним из таких аспектов является трудоемкость фазы сбора и обработки информации в цикле управления техническим обслуживанием. Вместе с тем, повышение требований к эффективности данной системы управления вызывает необходимость учета еще большего количества факторов при принятии решений по организации и планированию работ по техническому обслуживанию. Проведенные рядом авторов исследования подтверждают, что рост объема информации и ответственность за принимаемые решения приводят к чрезмерной загрузке инженерно-технического состава/3, 5, 9, 39/. Таким образом, отсутствие методологического аппарата и средств автоматизированной обработки информации делает систему управления техническим обслуживанием ПТК инертной, что не позволяет перейти к эксплуатации технических средств по состоянию и влечет неоправданные дополнительные затраты.
Выход из сложившейся ситуации возможен только на основе новых подходов к автоматизации системы управления, и в частности - процессов принятия решения. Примерная схема технологии принятия решения представлена на рис. 1.2 /62, 63/. 1. Выявление проблемной ситуации, определение управленческой задачи и главной цели
Примерная схема технологии процессов принятия решения Эта схема выделяет этапы, различающиеся по содержанию решаемых аналитических задач и составу групп однородных технологических операций по переработке информации. Стадия выработки решения включает универсальные этапы, которые повторяются в процессе принятия решения до получения приемлемого результата.
Первый этап включает в себя выявление проблемной ситуации, требующей принятия решения, определение класса типовой содержательной управленческой задачи и постановку главной цели. Выявление проблемной ситуации заключается в констатации факта возникновения трудности выполнения функциональных действий и возможности срыва достижения основной цели управления.
Второй, третий, четвертый и пятый этапы составляют раздел процесса принятия решений, заключающийся в оценке, анализе и формулировании проблемной ситуации. Этот раздел при автоматизированной поддержке принятия решения целиком решается средствами информационного обеспечения.
На шестом этапе происходит выявление, описание и представление в наглядном виде прямых и косвенных взаимосвязей элементов предметной области проблемной ситуации. Полученная модель является основой дальнейшего анализа проблемной ситуации и выработки вариантов управляющих воздействий.
Сутью седьмого, восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого этапов является определение, многокритериальный анализ и выбор альтернативных вариантов решения проблемы. Они составляют аналитическое ядро процесса принятия решения и должны максимально использовать автоматизированную поддержку.
Двенадцатый этап заключается в анализе выбранного варианта решения на реализуемость посредством элементарных для данного иерархического уровня управляющих воздействий (операций). Если реализация полученного решения требует конкретизации и вызывает проблему, то осуществляется процесс детализации реализации полученного решения данной проблемы по изложенной выше технологии, начиная со второго этапа. Этот процесс является итерационным и продолжается до тех пор, пока полученный вариант решения не станет элементарным, то есть реализуемым посредством элементарных операций.
Тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый этапы составляют фазу реализации решения, процессы в которой носят также итерационный характер на технологическом уровне управления.
Разработка программного и информационного обеспечения процессов поддержки принятия решения предполагает использование соответствующих методов и методик, основанных на результатах структурного представления и анализа процесса функционирования рассматриваемого производственно-технологического комплекса. Основным изучаемым и структурируемым объектом является информация, циркулирующая в производственно-технологическом комплексе, результатом - модель его функционирования.
Процесс анализа, в общем случае, представляет собой нисходящую детализацию системы, которая заключается в создании иерархии информационных потоков. В результате такой функциональной декомпозиции создается многоуровневая иерархия, причем на самом нижнем уровне декомпозиции функциональный процесс становится элементарным, невозможным или нецелесообразным для дальнейшей декомпозиции.
Основу информационно-методического обеспечения процессов исследования и анализа систем управления производственно-технологическими процессами составляет методика, включающая пять этапов.
Формализация задачи распределения ресурсов при управлении производственно-технологического комплексом
При направленной корректировке (регулировке) производственно-технологического комплекса в условиях неопределенности, связанной с вероятностными характеристиками результатов статистического контроля, одной из важнейших задач является минимизация используемых трудовых и финансовых ресурсов. При этом очевидно, что эффективность этапов корректировки ПТК носит вероятностный характер и их оценки требуют уточнения. Регулировка ПТК должна устранить или компенсировать действие причин нарушения работоспособности. Основные преимущества статистического управления ПТК заключаются в следующем: СУПТК обеспечивает оперативное управление техническим состоянием ПТК при заданных вероятностях пропуска момента нарушения работоспособности. Основную задачу теории СУПТК составляет расчет характеристик выборочного плана (контрольных границ, объема и периода отбора выборок) по заданным значениям указанных вероятностей. внедрение в производство контрольных карт вносит в работу технического и управленческого персонала ряд позитивных моментов /66/: производственно-технологический персонал постоянно контролируют графический образ поведения ПТК во времени посредством карт с нанесенными точками; формализованы условия принятия решения о текущем техническом состоянии ПТК (выход точки за границы регулирования); формируемый архив контрольных карт используется для профилактических мероприятий превентивного характера по обеспечению качества продукции; применение СУПТК позволяет проводить постоянное совершенствование ПТК в соответствии с циклом Шухарта Деминга /67, 68/. В теории статистического управления технологическими процессами различают обычные и особые причины вариаций характеристик ПТК /65/. К обычным причинам относятся факторы, имеющие стабильные и повторяемые изменения во времени. В присутствии только обычных причин вариаций поведение ПТК во времени предсказуемо. Особые (неслучайные) причины отражают редкие факторы, вызывающие изменения параметров распределений показателей качества ПТК.
В присутствии особых причин ПТК нестабильна во времени. Изменение параметров распределений технологического процесса, обусловленные наличием особых причин могут быть положительными и отрицательными. При отрицательных изменениях особые причины должны быть идентифицированы и устранены. При отрицательных изменениях особые причины должны быть учтены в ПТК. В применении концепции непрерывного совершенствования к ПТК цикл Шухарта-Деминга образует три стадии: анализ реализуемого в ПТК процесса (изучение обычных и особых причин вариаций, статистический анализ, оценка точности и воспроизводимости); управление процессом, т.е. корректирование параметров процесса при обнаружении особых причин вариаций; улучшение процесса, целью которого является уменьшение вариаций показателей качества процесса от обычных причин.
После определения новых параметров распределений процесса цикл Шухарта-Деминга возвращается к стадии анализа, где снова изучаются причины обычных и особых причин вариаций показателей качества /67, 68/.
Основные задачи, решаемые статистически управлением производственно-технологическими комплексами, сводятся к следующим: анализ конструкторско-технологических вариантов исполнения и оптимизация ПТК по выходу годных. Решение этой задачи сводится к поиску областей изменения конструктивных параметров, а также методов (режимов) формообразования и обработки материалов, сборки и испытаний, обеспечивающих допустимые интервалы изменения требуемых свойств и характеристик, выход за которые приводит к снижению выхода годных и увеличению доли потенциально ненадежных элементов. контроль технологичности. Как правило, производство серийно-пригодных элементов технических систем, особенно бортового назначения, выполняется на основании достаточно большого объема экспериментальных исследований, проведенных при запуске макетных и опытных образцов ограниченной номенклатуры в условиях производства, характеризующегося определенной точностью операций при неизменном составе оборудования. При таком подходе невозможно учесть весь диапазон изменения многочисленных конструктивно-технологических факторов, как нельзя учесть и возможные в будущем изменения ПТК, связанные с внедрением новых технологий, перспективных материалов и высокопроизво-дительного оборудования. Именно поэтому существует объективная потребность в оперативном реагировании на изменения в конструкции изделий и технологии производства. Автоматизация контроля технологичности является, с одной стороны, основой обеспечения стабильности и устойчивости ПТК, а с другой - предоставляет дополнительные возможности согласованного развития процессов проектирования и технологии в условиях конкретного производства. аттестация ПТК по точности и стабильности. Качество и надежность элементов технических систем определяется множеством факторов, причем номенклатура и состав этих факторов постоянно расширяется по мере функционального усложнения технических систем. В этих условиях резко возрастает значимость оптимизации ПТК по точности и стабильности на стадии их разработки с целью установления таких допусков на параметры организационной иерархической структуры и режимные параметры, соблюдение которых позволит обеспечить максимально возможный и устойчивый выход годных и их надежность. Практика показывает, что применение неоптимизированных ПТК приводит к резкому увеличению сроков их освоения, колебаниям коэффициентов выхода годных и показателей надежности.
Критерии эффективности статистического управления производственно-технологическими комплексами
Уровень брака является базовой характеристикой производственно-технологических комплексов, представляемой в виде вероятности или процента брака, которая непосредственно связана с одной стороны с качеством обнаружения и компенсации (устранения) дефекта ПТК, с другой - с особенностями ПТК и организации его контроля и диагностики. В этой связи можно сформулировать требования к статистическому управлению ПТК, включая выбор характеристик плана контроля - контрольных границ и объема выборки - для обеспечения заданного выхода годных изделий /68/.
Задача настоящей главы и заключается в разработке и обосновании критерия эффективности качества функционирования ПТК по величине уровня брака за период между регулировками.
Ключевым моментом при расчете уровня брака за период между регулировками ПТК является представление о двух состояниях ПТК, между которыми распределено все полезное время (без учета остановок ПТК) -налаженном и разлаженном - с уровнями брака д0 и ql соответственно.
Разладка ПТК обнаруживается с некоторой задержкой, за время которой продолжается обработка изделий с повышенным уровнем брака q{. Основными причинами этой задержки являются: периодичность выборочного контроля ПТК. После момент разладки проходит некоторое время до ее фиксации по результатам контроля; ошибка второго рода, из-за которой для обнаружения разладки ПТК требуется в среднем более, чем одна выборка; невозможность (в ряде случаев) остановить ПТК в момент обнаружения разладки, так что до остановки ПТК проходит некоторое полезное время. Например, на операциях печной пайки поверхностно монтируемых изделии остановки процесса возможна только после конвейерного вывода из печи всех плат. В установившемся режиме в каждом из состояний - налаженном или разлаженном ПТК может находиться с вероятностями р0 и рх соответственно.
Величина р0 по смыслу аналогична коэффициенту готовности в теории надежности /65/, т.е. р0 можно рассматривать как коэффициент готовности ПТК в произвольный момент полезного времени к выпуску изделий с уровнем брака q0. Величины р0 и рх определяются соотношениями: Т Тр РО гр , гр Р\ гр , гр (У Ч 1 + 1р 1 + 1р где Т,Тр - средние длительности налаженного и разлаженного состояния ПТК соответственно. Сумма Тч =Т + Тр представляет период между регулировками ПТК. Величина Т (или А=\) определяется экспериментально. Если одновременно действуют несколько причин разладки, то общая интенсивность разладки ПТК Л определяется как сумма интенсивностей разладок ПТК по частным причинам. Величина Тр определяется расчетным путем. Для ПТК групповой обработки Тр = Lx г, где Lx - средняя длина серий (СДС) выборок разлаженного ПТК, соответствующая среднему числу точек на контрольной карте при контроле разлаженного ПТК до появления сигнала о разладке; т -период контроля /77/. Уровень брака за период между регулировками ПТК представим в виде: Ч = Ро-Чо+Р\- 1\- (3-2) С учетом (3.1) выражение (3.2) примет вид: а = ай + !—д., (3.3) где В = Т/т. При контроле каждой изготовленной партии ПТК величина В в выражении (3.3) равна среднему числу партий, изготовленных при налаженном ПТК.
Преимущество оценки эффективности статистического управления ПТК по критерию уровня брака за период между регулировками по сравнению с традиционной оценкой эффективности по величине Z, состоит в том, что критерий уровня брака характеризует не только качество обнаружения разладки (через величину Z,), но и другие важнейшие характеристики ПТК: уровень брака налаженного ПТК q0 и надежность ПТК (через величину В).
Для определения характеристик плана контроля ПТК на основе критерия уровня брака необходимо предварительно вычислить стационарные уровни брака д0 и qx, а также величины I, и В. Очевидно, что величины I,, д0 и #, зависят от параметров статистических моделей управления (СМУ) ПТК.
Традиционная статистическая модель управления ПТК, оценивающая состояния ПТК с помощью контрольной карт выборочных средних значений представлена на рис. 3.1, 3.2. Уровни налаженного ju0 и разлаженного //, ПТК по среднему значению контролируемых параметров являются детерминированными. Уровень //„, как правило, устанавливают, исходя из уровня обеспечения минимального уровня брака при налаженном ПТК. Уровень //, обеспечивает предельно допустимый уровень брака при разладке ПТК. Разладка ПТК происходит в случайные моменты времени /78/.
Оценка характеристик контроля производственно-технологического комплекса по критерию интегральных затрат
Предложенный критерий уровня брака за период между регулировками ПТК обеспечивает наглядность и объективность в производственных условиях, учитывает и качество обнаружения разладки, и особенности СМУ ПТК. Для определения допустимого уровня брака ПТК необходимо технико-экономическое обоснование, учитывающее наряду с технико-организационными особенностями ПТК стоимостные потери от брака.
Основу стоимостного подхода к расчету характеристик плана контроля составляет учет интегральных затрат, связанных с управлением ПТК. Критерием оптимальности характеристик плана контроля при стоимостном подходе является минимум интегральных затрат на контроль изделий, регулировку ПТК и потери от брака /82, 83, 84, 85/.
Применение стоимостных критериев при расчете характеристик плана контроля требует дополнительного технико-экономического анализа ПТК, учета действующих СМУ и анализа возможных причин разладок ПТК. Иными словами, речь идет о необходимости повышения технологической и экономической культуры производства. Тенденция к постоянному поиску резервов повышения экономической эффективности производства в современных условиях делают стоимостный подход весьма актуальным.
Задачами исследования являются: разработка критерия эффективности статистического управления ПТК на основе предложенных СМУ и интегральных стоимостных затрат на контроль, регулировку и потери от брака; анализ влияния технико-экономических параметров ПТК на стоимостные затраты, связанные со статистическим управлением, результаты которого позволят оценить стоимостный выигрыш от оптимизации характеристик плана контроля и возможность поиска квазиоптимальных характеристик плана контроля в условиях неопределенности оценки технико-экономических параметров ПТК; разработка методики расчета характеристик плана контроля ПТК по критерию стоимостных затрат. Управление ПТК на основе стоимостного критерия эффективности заключается в том, что характеристики плана контроля - объем выборок и положение границ на контрольной карте - определяются при условии минимума суммарных стоимостных затрат, связанных со статистическим управлением, включающих /86/: потери от брака Се, затраты на контроль изделий С к; затраты на регулировку ТП СР
Стоимостные потери от брака обусловлены затратами на изготовление забракованных изделий, исправление брака (если возможно), а также затратами на изготовление дополнительного числа изделий вместо забракованных и не подлежащих восстановлению.
Затраты на контроль определяются содержанием контрольных операций, репрезентативным объемом выборки, необходимой квалификацией персонала и используемым контрольно-измерительным оборудованием.
Затраты на регулировку ПТК, в общем случае, определяются потерей производительности вследствие остановки ПТК, временем на диагностику ПТК, а также содержанием регулировочных операций.
При СУТП с традиционной СМУ (рис. 3.1, 3.2) анализ составляющих затрат (даже на качественном уровне) показывает, что все они зависят от рассчитываемых характеристик плана контроля. Изменение характеристик в одну сторону приводит к изменениям составляющих в противоположные стороны, что и обусловливает наличие оптимальных значений характеристик плана контроля, при которых суммарные затраты минимальны.
Так, например, увеличение объема выборки приводит, с одной стороны, к увеличению стоимости контроля, а с другой - к снижению затрат на брак, поскольку при увеличении объема выборки уменьшается вероятность пропуска разладки (ошибки второго рода). При увеличении объема выборки снижаются и затраты на регулировки по ложным сигналам о разладке, поскольку снижается вероятность ложного сигнала о разладке (ошибки первого рода).
При изменении контрольных границ вероятности ошибок первого и второго рода изменяются в разные стороны, что, соответственно, противоположно влияет на изменение составляющих затрат на регулирование по ложным сигналам и потери от брака.
При увеличении периода выборок уменьшаются расходы на контроль и регулирование по ложным сигналам, но увеличиваются потери от брака за счет увеличения в среднем периода, в течение которого процесс будет находиться в разлаженном состоянии. Таким образом: I = / \Попт Угр.опт ) = min (4.1) где п опт - оптимальный объем выборки; угр опт - оптимальное относительное значение границ регулирования на контрольной карте. В рамках стоимостного подхода возможны два варианта оптимизации суммарных затрат: расчет оптимальных значений характеристик плана контроля ТП при С = „/расчет значений характеристик, удовлетворяющих условию С? Сдоп где С доп—допустимая величина стоимостных затрат.
Первый вариант представляет теоретический интерес, поскольку позволяет получить значения характеристик плана контроля предельной эффективности, т. е. оценить предельные возможности СУТП. Однако возможности практической реализации такого вариант сомнительны, поскольку технико-экономические характеристики НТК обладают значительной вариабельностью.
Второй вариант с практической точки зрения более привлекателен. Он не исключает возможности изменений или неточного задания исходных данных (лишь бы не нарушалось условие С % С доп).
Основные теоретические задачи, последовательно решаемые при использовании стоимостного подхода к расчету характеристик плана контроля ПТК, могут быть представлены в следующей последовательности: 1. Постановка задачи расчета - задание числа и вида контрольных карт, СМУ ПТК, организационно-технические особенности ПТК. 2. Расчет отдельных составляющих затрат как функции исходных данных и искомых характеристик плана контроля. 3. Получение критерия стоимостных затрат, связанных со статистическим управлением ПТК, на основе которого производится расчет характеристик плана контроля. 4. Разработка процедуры расчета характеристик плана контроля ПТК численными методами. Возможные варианты задач постановочной части определяются видом контрольной карты, СМУ ПТК, характером ПТК. Каждому варианту постановки задачи соответствует специфически индивидуализированная форма выражения для расчета стоимостных затрат.
