Введение к работе
Актуальность темы.
Нэпрерывный рост требований к техническому уровню, качеству изготовления продукции и темпам ее оОновляеиости, ориентация на максимальное удовлетворение требований потреоитвлей в условиях перехода к экономическим методам управления и конкуренции, обуславливают необходимость существенного повышения эффективности и обоснованности мероприятий и решений в области обеспечения качества продукции.
Решению перечисленных задач могут способствовать либо соада-ние гиГ чх и адаптивных систем обеспечения качестра, либо развитие и адаптация суіірствутеих систем управления качеством.
Современные условия функционирования систем улравления качеством продукции характеризуются изменениями в содержании, организации, технике и информатике управления.
Именно с этих позиций сегодня необходимо пересмотреть состав и структуру комплексных систем управления качеством проду:щии (КС УКП) систем, которые по своей методологической основе и принципам построения в наибольшей степени соответствуют требованиям международных стандартов.
Актуальность исследований в области адаптации потоков информации по управлению качеством обуславливается рядом факторов: наличием возрастающих объемов информации, обработку которых требуется производить в кратчайшие сроки, необходимостью предварительной информационной экспертизы проблемы или альтернативы решения, отсутствием специализированных метбдсв к систем подготовки качественной информации'для управления.
Для снижения негативного влияния этих факторов ка эффективность процессов упрс-вления качеством принципиальное значение кме-
ет решение вопросов анализа потоков информации системы управления, упорядочение объемов- и определение характера исподьэуемой информации, а также решение проблемы резкого сокращения докумен-топотока, т. е. 'адаптация состава и структуры потоков информации по качеству продукции. Необходим поворот к разумному и взвешенному использованию документоз управления, ограничению содержащихся и них данных действительно необходимыми, вполне достаточными для анализа и принятия решений.
Возникновение в современных условиях специфических требованю к системам управления качеством предполагает повышение значимости применения экономико-математических методов, вычислительной техники и принципов системного моделирования для разработки методов v. средств адаптации информационных потоков существующих систем.
В настоящей работе адаптация определяется как процесс целенаправленного семактического и логического изменения состава и структуры информационных пупков систем управления качеством, с целью рационализации их донументопотока,
Сущность механизмов, лежащих в основе адаптации сложных объектов организационно-экономического типа, предлагается раскрыть, 'рассматривая этот процесс как процесс принятия решения с' соот-ветстующими этапам (обследования, анализа и оценки, синтеза).
Реализация этапов адаптации предполагает решение частных га-дач обследования, анализа и синтеза информационных потоков. Задачи исследования информации по качеству могут быть решены путем еаэдгаения некоторых элементов традиционных методов обследования іікономлчсеїоіл информационных систем с методами и средствами прикладной теории системного моделирования (ІЇЇСМ) на базе современной ьычнелнгелыюп техники и возможностей ичфор.-ациончоп технологии.
К.обходнмос-ть научного и методического обеспечения перечне-
- б -
денных положений для совершенствования работы систем управления качеством определило актуальность темы диссертационной работы, ее цели и задачи, предмет, объект и методы исследования.'
Цель и задачи исследования. Целью диссертации является повышение эффективности функционирования систем управления качеством продукции на Case разработанных методов и средств адаптации их информационных потоков.
Для достижения цели поставлены и решены следующие научные и практические задачи:
-и-следование подходов к понятию процесса адаптации систем управления организационно-экономического типа;
-формирование алгоритма исследования систем управления качеством;
-анализ особенностей процесса управления качеством и определение направлений совершенствован&ч существующих систем управления качеством;
-обоснование выбора методов и средств системного моделирования в качестве методологической базы исследования, анализа и адаптации систем;
-обоснование направлении и этапов процесса адаптации информационных потоков систем управления качеством;
-разработка формального аппарата реализации этапов анализа и синтеза потоков данных;
-разработка технологической сети процесса адаптации информационной структуры системы;
-разработка алгоритмов анализа и синтеза элементов информационной структуры системы управления качеством;
-разработка мєтодйси системного анализа информационных
- б -
потоков по качеству;
-определение общих принципов обоснования эффективности совершенствования состава и структуры потоков информации по качеству продукции.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является процесс адаптации состава и структуры потоков информации окстем управления качеством. Предметом исследования являются методы и -инструментальные средства решения частных задач этапов реализации процесса адаптации потоков информации.
Методика исследования, методологической основой проводимого иселедовачия явились исследования сложноорганизованчых объектов организационно-экономического типа, содержащиеся в положениях теории систем, теории управления, экономической кибернетики.
В процессе работы над диссертацией изучены, проакалиэирзваны и испсльзсванк труды советских и зарубежнь~< ученых по вопросам управления качеством, машинной обработки экономической информации, экономике-математическому моделированию, вычислительным сие? єнам.
В качестве конкретных к.тодов исследования применялись положения системного анализа, тезрии машинной обработки экономической информации, теории графов, аппарат экономико-математического моделирования, прикладной теории системного моделирования.
Н-гучная новивн-ч. Научк&ч новизна работы состоит в разработке подхода к совершенствованию систем управлении качеством, позволяющего, с одной стороны, определить, процэсс адаптации подобных систем, а с другой стороны повысить гффек.тнзнот их работы о течки
- 7 -зрения оптимизации состава и структуры ..информационных потоков систем.
Научные результаты проведенных исследований представляют собой развитие концепции создания и адаптации систем управления качеством, дополнение методологии системного моделирования и авто- . маткаированного проектирования таких систем. Они состоят в :
разработке перечня регулируемых показателей управления .качеством продукции;
обосновании и разработке модели процесса адаптации информационной структура системы управления качеством;
"чзвитии и дополнении существующих подходов к исследованию информационных потоков в части их математического ачпарата и автоматизации работ;
- разработке формального аппарата аналива состава и структуры потоков информации;
- разработке алгоритмов ачалиэа и синтеаа элементов информа
ционной структуры системы;
. - разработке принципов определения эффективности развития и адаптации систем управления качеством.
. Практическая значимость, апробация и внедрение результатов работы. Полученные результаты имеют значение для совераонствоьа-чия процесса проектирования и адаптации систем управления качеством. Практическая ценность работы состоит в разработке:
-' постановок задач по анализу состава и синтезу структуры информационных потоков по качеству продукции;
технологической схемы реализации адаптации потоков данных систем управления качеством;
методики системного обследования и анализа информационных потоков по качестьу.
Основные результаты работы могут быть использованы при разработке APltoB системного аналитика и специалиста по управлению качеством.
Методика обследования и анализа системы управления качеством была использована при диагностике функционирования КС УКП на московском заводе режущих инструментов "Фрезер".
Апробация. Основные теоретические положения диссертационной
раСоты и результаты их практической реализации докладывались на
Y1 Воесоввной конференции молодых ученых и специалистов Госстан
дарта "Пэвышение роли стандартизации и .метрологии в обеспечении
интенсификации общественного производства" (Львов, 1Э85 г.), Все
союзной конференции "Системные исследования и автоматизация в
метрологическом обеспечении ИКС и управлении качеством"(Львов,
1986г.), Всесоюзной научной конференции "Компьютериаация информа
ционных процессов в управлении народным хозяйством" (Москва,
г988г.). ' . .
Ііублйісации. По теме диссертации опубликовано 11 работ обида со'емок 2 печатных листа
Структура диссертации. Диссертация состоит иа введения, трех глав, заклячения, списка литературы и приложений.
--: СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Бо введении обоснована актуальность выбранной темы, сформу-, лироьаны цель и основные задачи исследования, определен об'єкт '. vrcгієдоіі.ійия, покапана практическая значимость работы.
- в -
ГСэрвая глава посвящена исследованию особенностей развития систем управления качеством, определению подхода к адаптации соо-тава и структуры их информационных потоков.
Обосновывается, что наличие единого научного подхода к исследовании, проектированию и развитию систем управления качеством, опирающегося на современные достижения в области системных исследований, теории управления, информатики, экономики и других дис-днилин, аккумулируюіц?го передовой отечественный и меедународнып опыт, явля-этея обьективной необходимостью.
. По нашему мнению, целостное решение проблем адаптации ижіор-мационн^к потоков КС УКП юзможно на case методологии системного моделироканиа слолзшх обьектов и иснольаованием средстн новой информационной технологии.
Адаптация определяется как процесс целенаправленного семантического и логического изменения состава и структуры информационных потоков системы . Логическая схема процесса адаптации информационных потоков представлена на рис. 1.
Процесс адаптации считается реализуемым на заданном интервала яремени, если можно выбрать переменные воздействия внешней ''."еды, при поступлении которых на вход системы обеспечивается переход информационной структуры системы из 'і«кїичєс!Кого в требуемое состояние.
Процесс адаптации характеризуется следующими параметрами: .
целями, т.е. параметрами, вздеваемыми внешней <:редоП (V5);
параметрами исходного состояния информационных потоков ОМ;
преобразованиями информационных потоков (анализ, оценка, синтез) (ГМ);
параметрами требуемого состояния информационных логокоз (выходнне параметры - WP).
обследования
методы г
средства—1 > |
ИССЛЕДОВАНИЕ > | мВХОРМАЦОШЫХ ПОТОКОВ
!_
-1 Г
1 Г
| V S 1 1 I И t 1 Р М
j і , і
і , і і
а-
методика оценки г
1 условия адаптации
-> | ОЦЕНКА АДАПТИВНОСТИ |<
і , , :—і цеди
і 1 і 1. і 1
I Адаптивная! | Частично | |Неадаптивнач|
| I М -> V Р| і адаптивная | |1 М -> V Р I
I I | I М ->W Р I ! I
_) і , і і і
Рис.1. Логический схема процесса адаптации информационных потоков системы управления качеством.
На основании этих данных осуществляется оценка адаптизности. оуадэствуюещих информационных потоков по методике Хотяшова-ПЬ-буковского . Для тех случаев, когда имеются не только переменные входа , но и переменные выхода ( желаемого состояния) , оценка .возможности адаптации может быть осуществлена о использованием понятия меры подобия, применяемым в теории автоматической классификации и возможным является моделирование процесса адаптации.
Используя понятие модели Ыа как <Х,В>, где X - множество -носитель модели, a R - отношение, определяемое подмножеством декартова произведения на X, опишем модель процесса адаптации в виде
Ма -
Ra - множество отношений на пространстве переменных, Ra VSxIMxPMxVP
Для перехода к моделированию реальной адаптируемости необходимо обеспечить задание только допустимых значений переменных состояния. Шпременным условие построения эффективного процесса адаптации является определение пространств вовможньіх и невозможных состояний.
В диссертации излагаются методы построения необходимого состава переменных состояния ( пространства целей, документов, показателей) на основе прикладной теории системного моделирования и пространства преобразований РМ (преобразователи анализа, оценки, синтеза).
Для адаптируемых и частично адаптируемых потоков информации иопояъьуется технология адаптационного процесса, в:ш>чаютая последовательность определенных этапов адаптации и решение специфических вадач обследования, анализа и синтеза этого процесса. " В остальных случаях рассматривается возможность внедрения
- 12 -нового проекта информационной структуры, отвечающего требовании желаемого состояния, так как адаптация существующих потоков нецелесообразна ( ситуация IM - VP, Ш - №).
Основные принципы адаптации информационных потоков системы управления качеством можно сформулировать следующим образом;
информационные потоки системы управления качеством, как op- . гаяи"еской части системы управления предприятием, должны адаптироваться исходя из их назначения, целевой ориентации и условий функционирования последней;
усложнение системы, связанное с увеличением разнообразия составляющие ее элементов, вследствие изменения внешних и внутрипроизводственных факторов и условий, не должно приводить к росту нообосновечнай сложности информационной структуры.
Применение ГГГСМ позволяет принципиально изменить стратегию процесса адаптации, так как осуществляется переход от иетодологии адаптации, основанной на модификации существующих систем, к методологии, баэирухдэяся на соеданий нормативных моделей системы управления качеством.
Определение состава задач и последовательности их выполнения по реализации процесса адаптации информационных потоков повволяет перейти к разработке теоретических основ их решения.
Вторая глава посвящена разработке основных теоретических положений решения частных задач реализации процесса адаптации информационных потоков системы управления качеством.
Интенсивное развитие общественного производства, ускорение , темпов внедрения достижений науки и техники значительно усложнили характер и связи управления. Это требует применения математических методов ^маонового ана>иза для выработки обоснованных реко--
- 13 -мендаций по совершенствованию информационно-управленческой деятельности. Предлагастся постановки следующих задач по решению проблем совершенствования информационных потоков систем управления качеством:
обследование информационных потоков по управлению качеством;
структурный, матричный и процедурный анализ информационных потоков;
определение критериев синтеза элементов информационной структуры;
синтез новых элементов информационной структуры системы управления качеством.
К принципам, позволявшим комплексно и гибко описать теоретический основы решения задач процесса адаптации информационных потеков, относятся;
использование обіцзсистемннх правил исследования, анализа и синтеза сложных обьектов организационно-экономического типа на базе ПТСМ;
применение формализованных правил описания и анализа элементов информационной структуры;
представление промежуточных и конечных результатов исследования в виде матриц, таблиц, схем и графов;
согласование информационной структуры системы управления качеством с организационно-экономическим механизмом управления предприятием;
использование правил формирования, последовательного уточнения и взаимного согласования системообразующих элементов.
Под системообразующем элементом понимают компоненту системы, определяющую ее целостность и характеризуемую внутренней структу-
рой, специфическими закономерностями взаимодействия и преобразо
вания. Связи между алиментами системы описываются с помощь»
структурных матриц, постровных на базовых понятийных элементах О,
F.P, где О - субстраты, носители, предметы; F - функции, дейс
твия; Р - цели, критерии, показатели. Ядро структурной матрицы
системы управления представлено на рис. 2. Пересечение составляю
щих '"10Э9 друг с другом представляет собой информационную структу
ру системы управления, а пересечение их с другими СО отражает
взаимосвязи информационных документов с другими элементами систе
мы. '
Разработанный подход к обдедовашнэ информационных потоков в отличие от супэствущих методик предусматривает исследование потоков данных как целостной многоуровневой системы и базируется на методологии Шеи. Новизна предлагаемого' подхода- заключается в выявлении логической полноты состава элементов и их взаимосвязей, построения п-арных матриц Езалмосвявен элементов информационной структуры между собой и с другими системообразующими элементами, использовании различных видов и направлений системных взаимосвязей, возможности исследования потоков информации на макро и микро уровне. Анализ информационных готоков на макро уровне позволяет понять общуш схему работы об../СТов управления, провести совершенствование документопотока. Анализ на микро уровне обеспечивает ьыявление элементов информационного отображения объекта управления, взаимосвязей между ними, структуры и динамики информационных потоков.
Предлагаемый подход к анализу информационных потоков основан на предстчвлании обьекта анализа в виде системы и изучении его системных и структурных свойств. Системные свойстга потоков информации определяются ь результате изучения их отношений с другими
Рис.2. Ядро структурной матрицы системы управления. с , о , t -элементы "конструкции", "конституции"и ."трансформации" системообразующих элементов. СОЗі - системообразующие элементы і-1-9 Состав системообразующих элементов оответственно: структура целей, внешние требования и ограничения, технология управления, критерии функционирования, структура показателей, функциональная структура, организационная структура, ресурсы, структура документов (информационная структура).
системообразущищ элементами системы. Структурные свойства информационных потоков исследуются при рассмотрении бинарных отношений элементов информационной структуры с помощью матриц смежности ( а также п-арных отношения с помощью структурных матриц). Рассмотрим информационные потоки, как сложную систему (S), включающую структуру ее носителей (О), свойств (Р) и функций (F), т.е. построим структуру на базовых элементах .
S- < ( О); (?).; (F)>
Среди носителей (0) выделим управляющую и управляемую систе- . мы, которые обозначим соответственно через S1 и S2, а тага» систему управления их взаимодействием - S3. В каждой ив этих систем, а такжэ в их связях возникает, существует и изменяется информация, что в совокупности составляет "область определения информации" для всех стадий их жизненного цикла.
Дальнейшая детализация "области определения" связана со структуризацией системы Si (1-1,3). Уа первом ваге декомпозиции Si в них выделяются прямые (непосредственные), косвенные (опосредованные) и связующие компоненты - подсистемы. Под прямой компонентой системы S1 понимается тот объект (ПП), в рамках которого функционируют исследуемые информационные потоки ( внутренняя ин-форк дия ). К косвенным и связующим компонентам относятся соответственно предприятия смежники ( поставщики и потребители продукции ) и промышленные предприятия, ответственные за обращение "входньм" и "выходных" продуктов, инфраструктурное обеспечение и т. п. . ( рис. 3.). При зтом
Sio (1-1,3) - Непосредственно управляемая, управляющая и система взаимодействия;
Sik (k-1,3) - смежные компоненты системы Si. Кнутренкяяя структура компоненты Si] детализируется по сие-
> 1 -яя; і -1 (
r~
r~
->l
~>l
h-
Рис.3.Схема взаимодействия систем Sij в "области определйния ин^рмацик".
- 18 -темообразуидим элементам (СОЭ). Каждый из СОЭ в свою очередь моделируется но составу ("конструкции"), . способам и формам взаимодействия и изменения элементов ( " конституции" и "трансформации").
Системная модель "области определения информации" является частью структурной матрицы полной системы управления (рис.2.).
Реализация описанных характеристик подхода к анализу информационных потоков предполагает испольБованйе формального аппарата и ориентацию на автоматизацию его основных процедур в силу сложности и многообразия элементов информационной структуры и отношений между ними. Формальный аппарат базируется на принципе последователь него эквивалентного преобразования матричных и графэвш моделей, реалиауюцих определение выборок для аналиаа на первої его этапе, я последующего анализа с помощь» автоматизированных процедур анализа (АЛА ) - на вторам этапе.
Если для исследования алгоритмических связей между показате лями ( действий над их значениями и структурой) могут быть ис пользованы матричные модели, то для определения и анализа дейс твий над наименованиями показателей необходимо выявит семантические связи ( логические отношения) между ними.
Зуть логико-семантического анализа системы показателей сое тсит d том, чтобы используя данные их матричного представления сведения об их логических отношениях ( полученные путем анкетиро ваняя управленцев) сделать выводы о ценности информационных сооб ецгний для принятия управленческих решений.
Для этого необходимо проследить взаимосвязь элементов инфор иационной структуры системы о другими системообразующими элемент ?ма(0УЭ1 ) с помощью автоматизированных процедур анализа (АПА). Раесуотрим формальный аппарат описания процедур аналиаа, реали-
- 19 -еующих это требование.
Процедура анализа описывается тройкой параметров, определягъ щих состояние входов и цель реализации процедуры: Р-< A.F.C >
Ш - алгоритмические связи между элементами информационной структуры ( степень алгоритмической связности);
Ш - взаимосвязи с функциональной и организационной структурами системы ( принадлежность информационкого элемента оргзвеяу, быполняющему определенные функции управления);
<С> - множество целей процедуры анализа ( зависит от конкретного содержания операций процедуры).
В качестве процедур анализа определены следующие. Процедура сравнения оОьектов анализа, результирующая процесс определения тождественных показателей и их совокупностей, а также функцио-налькой полноты показателя. Процедура поглощения определяет список поглощаемых показателей ( а/или документов) и их элементарных совокупностей. Процедура поиска промежуточных объектов аналиеа предполагает логико-семантический выбор промежуточных показателей v. их совокупностей.
Результаты процедур анализа потоков информации позволяют сдтезирсвать системные структуры информационных взаимосвязей и определить характеристики структур.
Предлагаемый формализованно аппарат описания этапа синтеза информационных потоков включает общую постановку задачи и определение мзрарутных технологий последовательности синтеза потоков данных.
согласно методологии системного мсдегировэ.ния для усгакопде-н'.іл поолодов-чтелыюсти синтеза кч*о;-.машганкай структури ис::юлггу с-гси ирастпанетпо "мараіруїньї;: ічхколсглм'' , базирукг.'.-н'пя пь. ;:;;
г- го -
теме координат с осями :
У - направление маршрута, построения последовательности структур;-
У -.' направление маршрута построения '* элемент-элементарная структура - комплексная структура";
Z - направление маршрута построения каждого из перечисленных объектов. , .
Процесс синтеаа структур объектов предлагается разделить на
три подпроцесса: ^
построение первичных универсальных структур в виде структурных карт и схем конструкций;
построение типовых вариантов структур, соответствующих определенным структурным принципам ( критериям ) и принципам действия ( типовые принципиальные схемы);
построение и выбор индивидуальных (единичных) вариантов, ориентированных на проблемную ситуацию и конкретные ограничения ( так называемые генеральные технорабочие схемы).
В каждом подпроцессе построения структур используются определенные группы критериев - от общесистемных до конкретных (соответствующих уровню . единичных вариантов), сформированные' классы
8ЛЄ!.. ITOE И ОТНОШеНИЙ.
В качестве элементов синтеаа предлагаются показатели и доку- мЗнты управления, а также их элементарные информационные совокупности, состоящие из не более чем трех элементов с различными от-
: ношеничмн. . ...
Третья глава шх-вядена вопросам разработки инструментальных средни реализации процесса адаптации информационных потоков и их . «їстіслооваяий для анализа функционирующих систем управления, ка-,
.-..-21-
чеством. . ... .
Процесс преобразования фактических потоков денних по качеству продукции в адаптированную к современным условиям и требованиям информационную структуру. системы управления качеством представлен в виде описания детальной технологической сети. Это позволяет добитой структурированности и наглядности разработки.
Согласно терминологии теории проектирования систем обработки данных информационными вершинами этой сети являются структурные части методов и средств преобразования данных, а такие промежуточные результаты ( матрицы, таблицы, списки и т. д.), а преобра-вуюшдам - модули выполнения операций процесса адаптации. Для информационных вершин разработаны состав и структура данных; для преобразующих - укрупненные или детальные алгоритмы. На этой основе выполнено проектирование комплекса инструментальных -программных средств системного анализа потоков данных.
Для.выполнения этапа анализа процесса адаптации разработаны алгоритмы реализации оледухщих процедур анализа: сравнение элементарных информационных совокупностей, поглощение элементов, выделение промежуточных элементов информационной структуры системы.
Этап синтеэа может быть реализован с помощью оптимизационного аЛ'оритма, использующего в качестве критерия показатель информативности документа управления.
Предлагаемая модель процесса адаптации информационных.потоков систем управления качеством позволяет упростить созертен-стзоваьие последней за счет простоты и наглядности яаъма описания, использования общесистемных правил развития сложных обьекгсв, системно упорядоченных классификаторов элементов исследования их взаимосвязей.
Разработанный методы и инструментальные средства Он ли ис-
- 22 -пользованы для диагностики состояния потоков информации КС УКЛ на московском заводе "Фрезер". Результаты анализа описаны и содержат рекомендации по рационализации потоков данных. Рекомендации по совершенствованию документопотока были разработаны на основании использования методики системного анализа функционирующих потоков данных, позволяющая выявить одкночные, тождественные, оОьектово и функционально неполные элементы системы, определить совокупности зле/иентЪз информационной структуры,. которые могут быть ис&шочены из Сазы данных и/или документопотока системы управления качеством без снижения ее информативности.
Применение методики системного анализа информационных потоков позволило:
- сократирть сроки и снизить затраты на оценку состояния и
совершенствование информационных потоков по качеству продукции;
; - еьнеить и идентифицировать резервы совершенствования документооборота;
повысить качество принимаемых структурно-управленческих решений за счет рационализации потока данных;
осу4всгвнть прогноз необходимых изменений в других структурах системы управления качеством.
Предлагаемый алгоритм оценки эффективности адаптации информационных потоков системы управления качеством предполагает определение возможных источников эффективности совершенствования сис-тзмы, установление типов эффектов, осуществление сравнительного аналига состоянии системы с точки зрения качества системы и использования ее потенциала. Разработанные принципы оценки позволяет определить формы проявления получаемого экономического, технического и информационного эффектов при адаптации КС УКП, состав кЛ^екггообразующгх факторов, описать формулы расчета полезных гф-
фектов, определить преимущества и особенности предлагаемого подхода к адаптации информационных потоков.
Пэлученные при решении практических задач положительные результаты экспериментально подтвердили правильность предложенного подхода, пригодность методов и инструментальных средств для реализации адаптации существующих потоков информации по качеству продукции.
В заключении сформулированы осяоеньіє результаты диссертационного исследования.
3 приложении приведены примеры реализации алгоритмов процедур анализа потоков данных, список регулируемых показателей управления каечством продукции, методика системного обследования и анализа информационных потоков, таблица с описанием адаптационных свойств информационной . структуры КС УКП, таблица результатов сравнительного анализа функционирования КС УКП завода "Фреэеря.
