Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Особенности стандартизации металлопродукции на современном этапе развития техники и технологий 14
1.1. Развитие научных основ стандартизации как базис прогрессивного развития производства продукции 14
1.2. Научные принципы и методы стандартизации продукции 23
1.3. Определение условий достижения консенсуса при разработке технических требований нормативной и технической документации как результат принятия решения 30
1.4. Проблемы стандартизации металлопродукции в современных условиях 41
1.5. Выводы. Постановка цели и задач исследования 50
ГЛАВА 2. Разработка методологических основ научного представления стандартизации продукции в системе отношений «потребитель – изготовитель»
2.1. Разработка концепции развития научных основ стандартизации как формы взаимодействия потребителя и изготовителя 53
2.2. Особенности регламентации технических требований на металлопродукцию в нормативной и технической документации 61
2.3. Особенности установления связи между потребительскими функциями и свойствами металлоизделий при разработке технических требований нормативной и технической документации
2.3.1. Прямой функционально-целевой анализ функций и свойств металлоизделия 70
2.3.2. Обратный функционально-целевой анализ функций и свойств металлоизделия 74
2.4. Выводы 77
ГЛАВА 3. Разработка математических моделей и алгоритма количественной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при нормировании показателей качества металлопродукции 79
3.1. Принципы математического моделирования процесса достижения консенсуса при разработке технических требований нормативной и технической документации 79 3.2. Математическая модель оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при выражении единичного показателя номинальным значением с односторонним допуском 84
3.3. Математическая модель оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при задании показателя качества номинальным значением с двусторонним допуском 91
3.4. Математическая модель локальной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке нормативной и технической документации 95
3.5. Математическая модель интервальной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке нормативной и технической документации 97
3.6. Математическая модель полной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке нормативной и технической документации 107
3.7. Комплексная оценка степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке нормативной и технической документации 111
3.8. Разработка алгоритма оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя в процессе разработки нормативной и технической документации 114
3.9. Выводы 121
ГЛАВА 4. Применение математических моделей оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя для продукции прокатного и метизного переделов 124
4.1. Математическая оценка степени согласованности требований потребителя и возможностей изготовителя при освоении производства новых видов металлопродукции прокатного передела
4.1.1. Математическая оценка результативности технических решений при освоении производства стальной высокопрочной упаковочной ленты в соответствии с лучшим мировым аналогом 124
4.1.2. Математическая оценка степени согласованности требований потребителя и изготовителя на примере освоения производства гнутого профиля в соответствии с требованиями зарубежных стандартов 136
4.2. Математическая оценка степени согласованности требований потребителя и изготовителя при освоении производства инновационных видов металлоизделий промышленного назначения 144
4.2.1. Математическая оценка степени согласованности требований потребителя и изготовителя при производстве метизов из стали с ультрамелкозернистой структурой 144
4.2.2. Математическая оценка степени согласованности требований потребителя и изготовителя на примере совмещенного технологического процесса производства углеродистой проволоки 152
4.3. Выводы 163
ГЛАВА 5. Применение методологии оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя для определения уровня гармонизации требований нормативной документации на металлопродукцию 165
5.1. Арматура для железобетонных конструкций как объект стандартизации 166
5.2. Требования, предъявляемые к арматуре для железобетонных конструкций 166
5.3. Регламентация показателей качества высокопрочной арматуры для железобетонных шпал высокоскоростных магистралей внесением изменений в действующие технические условия 171
5.4. Применение методологии оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке межгосударственного стандарта на прокат арматурный 1 5.4.1. Согласование требований потребителя и изготовителя на прокат арматурный для железобетонных конструкций 174
5.4.2. Применение алгоритма оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке проекта межгосударственного стандарта на прокат арматурный 1 5.4.2.1. Определение связи функций и свойств проката арматурного с применением обратного функционально-целевого анализа 181
5.4.2.2. Построение сетевой структуры соответствия потребительских функций и свойств проката арматурного 186
5.4.2.3. Построение матрицы соответствия потребительских функций и свойств проката арматурного 186
5.4.2.4. Расчет полной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке проекта межгосударственного стандарта на прокат арматурный 191
5.4.2.5. Расчет комплексной оценки согласованности требований потребителя и изготовителя с учетом статуса показателя качества проката арматурного 193
5.5. Выводы 195
Заключение 197
Список литературы .
- Определение условий достижения консенсуса при разработке технических требований нормативной и технической документации как результат принятия решения
- Особенности установления связи между потребительскими функциями и свойствами металлоизделий при разработке технических требований нормативной и технической документации
- Математическая модель оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при задании показателя качества номинальным значением с двусторонним допуском
- Применение алгоритма оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке проекта межгосударственного стандарта на прокат арматурный
Определение условий достижения консенсуса при разработке технических требований нормативной и технической документации как результат принятия решения
Качество продукции является главным критерием, определяющим конкурентоспособность предприятия на внутреннем и внешнем рынках. При этом конкурентоспособность продукции определяется совокупностью свойств продукции, определяющих ее качество, а также совокупностью других свойств, определяющих затраты покупателя; совокупностью свойств, обеспечивающих возможность ее реализации на конкретном рынке в рассматриваемом периоде времени [2, 5, 22 - 24].
Одним из путей обеспечения качества продукции является стандартизация, которую можно рассматривать с позиций системного и процессного подходов [25 - 27]. В настоящее время системный подход является основой для анализа деятельности в области системы менеджмента качества, что позволяет определять эффективность принятия решений [28 - 30]. Так, в работе [31] предлагается структурно-функциональная модель СМК на базе ГОСТ Р ИСО 9000—2001, позволяющая принципиально и предметно вести сопоставление практикуемых и вновь вводимых процедур управления качеством продукции. По утверждению авторов, модель можно также использовать для совершенствования системы качества.
Особенности применения процессного подхода применительно к производственным процессам рассмотрены во многих работах Р.А. Фатхутдинова [32 - 34 и др.]. Автором предложена проблемно-целевая структура управления комплексными производственными объединениями с вертикальными функциями по стадиям жизненного цикла сложной техники и горизонтальной координацией всех процессов главными конструкторами проектов (или маркетологами) по продуктам. Автор аргументировано доказывает, что в понятии «процессный подход» должны отражаться взаимосвязи этого подхода с функциональным; быть объединены основные факторы конкурентоспособности (в том числе, качество); учитываться общие процессы функционирования и развития организации, а также основные производственные процессы, создающие добавленную стоимость (подготовительные, преобразующие и заключительные). Как справедливо отмечается, процессный подход должен применяться при управлении любыми системами, а не только производственными, причем это всеобщий, а не единичный подход [34].
Дальнейшее развитие процессный подход применительно к процессам управления производством нашел в работах [35, 36]. Это позволяет, во-первых, разделить общепринятые в литературе функции управления на всеобщие, общие и специфические с целью повышения качества управления и, во-вторых, построить матрицу из функций (по вертикали) и производственных процессов (по горизонтали), соединив этим организационную и производственную структуры организации. Использование процессного подхода устанавливает взаимосвязь между целями и функциями производственной системы, выполнение которых необходимо для качественного результата, конкурентоспособного выхода объекта социально-экономической системы [36].
Для конкурентоспособности продукции необходимо, прежде всего, обеспечить ее соответствие требованиям, регламентируемым в различных видах нормативной и технической документации, среди которых самыми распространенными являются стандарты [37]. С этой точки зрения стандартизацию следует рассматривать как средство организации и процесса управления производством.
Одним из ключевых документов, определяющих систему взглядов на развитие национальной системы стандартизации (НСС) в Российской Федерации, цели, задачи и направления ее развития, является Концепция развития национальной системы стандартизации Российской Федерации на период до 2020 года [38]. В данном документе констатируется, что существующие проблемы в национальной системе стандартизации в значительной степени обусловлены тем, что в Федеральном законе «О техническом регулировании» стандартизация в основном рассматривается как инструмент обеспечения выполнения требований технических регламентов. Между тем стандартизация должна рассматриваться как инструмент повышения качества жизни граждан и конкурентоспособности продукции (работ, услуг). Кроме того, данный закон не регулирует отношения в области охраны труда, в социальной сфере, в области систем менеджмента, оказания услуг и других областях, применительно к которым разрабатываются национальные стандарты [38].
Для решения этих и ряда других проблем, прежде всего правового характера в области стандартизации, в 2015 году вступил в силу закон «О стандартизации в Российской Федерации» [6]. Принятие данного закона было обусловлено необходимостью установить правовые основы стандартизации в Российской Федерации, в том числе функционирования НСС, обеспечить проведение единой государственной политики в сфере стандартизации. Также настоящий федеральный закон регулирует отношения в сфере стандартизации, включая отношения, возникающие при разработке (ведении), утверждении, изменении (актуализации), отмене, опубликовании и применении документов по стандартизации, определяемых данным федеральным законом.
В докладе В.Я. Белобрагина «О научно-методических основах стандартизации» на «круглом столе», организованном Росстандартом и редакцией журнала «Стандарты и качество» 7 декабря 2011 года [21], отмечается, что «…По оценкам зарубежных и отечественных специалистов в условиях рыночных отношений эффективность стандартизации проявляется через три ее основные функции: экономическую, социальную и коммуникативную.
Экономическая функция стандартизации реализуется в следующих областях: представление достоверной информации о продукции; внедрение новой техники; содействие конкуренции; взаимозаменяемость и совместимость; управление производством.
Социальная функция стандартизации обеспечивает нормативную фиксацию и достижение на практике такого уровня параметров и показателей продукции, который соответствует требованиям здравоохранения, санитарии и гигиены, охраны окружающей среды и безопасности людей при производстве, обращении, использовании и утилизации продукции.
Коммуникативная функция обеспечивает возможность создания базы для объективизации восприятия различных видов информации через фиксацию терминов и определений, условных знаков, символов и обозначений, способствуя тем самым достижению необходимого для общества взаимопонимания и расширяя взаимообогащающий обмен информацией». Автор отмечает, что дальнейшее повышение эффективности стандартизации сдерживается из-за недостаточной разработки её теоретических основ.
Существующие в настоящее время проблемы в области стандартизации вызывают справедливую обеспокоенность у специалистов. Несмотря на несомненные достижения в данной области, переход на рыночные отношения, вступление России во Всемирную торговую организацию, принятие Закона Российской Федерации «О техническом регулировании» неизбежно вызвали необходимость изменения системы стандартизации. Стандартизация как вид деятельности, устанавливающий нормы и правила, является по сути связующим звеном между техническим регулированием и производством. Как отмечается в [39]: «В современной экономике стандартизация выполняет значительное число порой незаметных, но крайне необходимых для общества функций. Она содействует выполнению требований технических регламентов, достижению совместимости продукции, повышению качества и конкурентоспособности продукции и услуг, оптимизации номенклатуры выпускаемой продукции, т.е. в целом способствует более глубокому распространению и пониманию новых технологий».
Особенности установления связи между потребительскими функциями и свойствами металлоизделий при разработке технических требований нормативной и технической документации
Для описания технологических разрывов показано [221], что, несмотря на экспоненциальный характер роста количества продаваемого на рынке товара, модель жизненного цикла конкретного товара можно представить в виде геометрической прогрессии. Однако такое представление S-образной кривой является в достаточной степени упрощенным и справедливо для экономических объектов.
Несмотря на трудности, связанные с математическим описанием S-образной кривой, целесообразно рассмотреть возможность его применения для описания степени согласованности требований потребителя и изготовителя при нормировании показателей качества продукции в нормативной и технической документации. Это положение можно обосновать следующим образом. Суть данной кривой заключается в описании динамики развития того или иного объекта, иными словами, изменения во времени кумулятивного (накопленного) значения некоторого параметра, характеризующего развитие данной системы [222]. С этой точки зрения процесс согласования технических требований к показателям качества продукции в разрабатываемой нормативной и технической документации можно представить как уменьшение разницы между значениями показателя, заявляемого потребителем, и значением этого же показателя, обеспечиваемого возможностями изготовителя. При достижении полной степени согласованности между потребителем и изготовителем эта разница будет равна нулю. Тогда, представив процесс принятия решения (достижения консенсуса между потребителем и изготовителем) в виде S-образной кривой и описав ее математически, можно построить математическую модель процедуры сближения позиций сторон при разработке технических требований к показателям качества продукции, которые нормируются в нормативной и технической документации.
Однако при разработке технических требований нормативной и технической документации необходимо учитывать важный фактор: потребитель и изготовитель по-разному оценивают один и тот же объект. Потребитель заинтересован, прежде всего, в удовлетворении своих потребностей. Он заинтересован в том, чтобы продукция выполняла определенные функции, обеспечиваемые ее свойствами. Причем данные функции зачастую носят описательный характер, а в ряде случаев не могут быть измерены количественно. Изготовитель, наоборот, оперирует количественно измеряемыми параметрами – показателями качества продукции, которые регламентируются в стандартах, других видах документов по стандартизации, нормативной или технической документации, либо закреплены в договорах или соглашениях с потребителем продукции. Следует учитывать, что изготовитель ограничен своими техническими и технологическими возможностями реально суще 38 ствующего производства, он находится в определенной зависимости от поставщиков исходного сырья и материалов, оказывают влияние и особенности географического расположения предприятия. В этом и состоит конфликт двух сторон - потребителя и изготовителя, сущность которого заключается в оценивании одного и того же объекта (продукции) разными по своей сути методами (описательным и эмпирическим). С этой точки зрения для обеспечения согласования требований потребителя и изготовителя при разработке технических требований к показателям качества продукции в нормативной и технической документации необходимо использовать такой подход, который позволяет установить взаимосвязь между измеряемыми показателями качества продукции и ее функциями, необходимыми потребителю.
Задача построения структуры, связывающей показатели качества различных технических объектов и их потребительских функций, решается с учетом сложности рассматриваемых объектов [7, 223, 224]. Это свидетельствует о важности и необходимости установления однозначных связей между качеством различных объектов стандартизации и их потребительскими функциями, а также, как показано в этих и других исследованиях, является основой для разработки математических моделей на разных уровнях управления. Причем категория «потребитель» может включать не только потребителя, непосредственно использующего изделие, которое обладает определенными потребительскими функциями. В современных условиях многие предприятия привлекают аутсорсинговые компании, эффективность деятельности которых также влияет на конкурентоспособность компании [225 - 227]. Такая организация производства явилась основой для разработки классификации различных категорий потребителей [228]. В работе [229] разработана модель потребительской оценки, которая учитывает скрытого потребителя. Автор обоснованно считает, что внешний потребитель формирует требования к продукции, приобретает продукцию и использует ее, а внутренний потребитель (сотрудники предприятия) разрабатывает конструкцию и технологию, производит и реализует продукцию.
Одним из распространенных приемов, используемым для установления взаимосвязи между требованиями потребителя (потребительскими функциями) и показателями качества продукции, являются методы функционального анализа. Среди широко известных и применяемых методов можно отметить QFD-анализ, функционально-стоимостной анализ (ФСА), FMEA-анализ (Failure Mode and Effects Analysis), функционально-физический анализ (ФФА).
Каждый из этих методов имеет свой алгоритм действий, последовательность выполнения анализа [230]. Так, QFD-анализ позволяет установить взаимосвязь между требованиями потребителя и количественно измеряемыми показателями качества в виде харак 39 терного графа, который называется «Домик Качества» (рисунок 1.6), который позволяет учитывать требования потребителя на всех стадиях производства [231 - 234]. По своей сути QFD-анализ позволяет перевести требования потребителя в технические характеристики (показатели качества) готового изделия, которые можно измерять (контролировать) при его производстве, однако в большей степени этот метод целесообразно использовать при оценке конкурентоспособности продукции на рынке.
Результаты анализа видов, последствий и причин потенциальных несоответствий, полученные в ходе FMEA-анализа, представляются в табличной форме. Этот метод анализа применяется для анализа возможности возникновения дефектов и их влияния на потребителя и, как правило, используется для вновь разрабатываемых продуктов и процессов с целью снижения риска потребителя от потенциальных дефектов [235 - 239].
Метод Структурирования Функций Качества (СФК) объединяет оба этих подхода [240]. СФК является общей концепцией, которая обеспечивает средства для перевода потребительских требований в соответствующие технические требования на каждом этапе разработки изделия и его производства. В этой концепции выделяются «структурирование качества изделия» и «структурирование функции качества». При этом используется серия матриц, применяемых для трансформации требований потребителя к показателям качества конечного продукта (рисунок 1.7). После построения этих матриц разрабатывается Карта Контроля Качества, которая включает в себя блок-схему процесса, точки контроля, а также характеристики используемых методов контроля (объем и частоту взятия выборок, методы анализа результатов и выработки решений по управлению процессом) для каждой из перечисленных точек контроля.
Математическая модель оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при задании показателя качества номинальным значением с двусторонним допуском
Как только потребность в стандарте установлена, эксперты встречаются, чтобы обсудить и согласовать проект стандарта. Как только проект разработан, он направляется членам ISO на голосование, где имеется возможность прокомментировать проект. Если консенсус достигнут, проект становится стандартом ISO, если нет, то возвращается техническому комитету для дальнейшего редактирования. Процедура разработки стандарта IEC аналогична процедуре, используемой в ISO [318].
В среднем над международным стандартом работают 3-4 года, и нередко он отстает от темпов обновления продукции и появления на рынке новых товаров.
В США деятельность в области стандартизации регулирует Публичный Закон 104-113 «О продвижении и передаче национальных технологий» (National Technology Transfer and Advancement Act, 15 U.S.C. 3701 et seq., 1996) [319, 320]. В соответствии с данным законом федеральные агентства при определении технического регулирования в отношении того или иного товара, работы и услуги должны преимущественно руководствоваться добровольными стандартами, разработанными на основе консенсуса частными отраслевыми институтами стандартизации при участии в обсуждении всех заинтересованных лиц, включая производителей товаров, потребителей в лице соответствующих объединений и органов государственной власти.
Консенсус является основным принципом, определяющим процесс стандартизации в Голландии. В проведенном анализе отмечается [321], что национальный орган стандартизации Голландии, так же как и европейские, и международные органы (включая CEN и ISO), принимает новые стандарты только тогда, когда по ним был найден консенсус в соответствующем техническом комитете. При этом в противоположность утверждению большинством голосов консенсус является более сложной и занимающей больше времени процедурой, так как найти согласие всех вовлеченных сторон гораздо труднее. Но значимость этого процесса заключается в том, что, утверждая стандарт консенсусом, достигается простое и быстрое использование стандарта более широкими кругами бизнеса и общества. Это характерно для условий Голландии, где стандарты широко используются в кругах, не связанных с правительственным влиянием (например, контракты между бизнеса-ми, оценка качества компаний и т.д.).
Следует отметить, что, обеспечение процедур консенсуса как основное условие принятия технических требований национальных стандартов также необходимо и при разработке других видов нормативной и технической документации, регламентирующих показатели качества продукции в целом и металлопродукции в частности. Такой процесс принятия решений позволяет регламентировать параметры металлоизделий, которые, с одной стороны, необходимы потребителю, с другой – могут быть обеспечены изготовителем.
Однако основными проблемами, затрудняющими процесс ведения переговоров между потребителем и изготовителем, является то, что в практике работ по стандартизации отсутствуют количественные критерии, позволяющие оценить степень достижения консенсуса, не определены принципы и алгоритмы, позволяющие формализовать процедуру сближения позиций сторон. Иными словами, процесс ведения переговоров и процедура достижения консенсуса между потребителем и изготовителем не формализованы математически. Причем наличие количественного критерия, позволяющего однозначно судить о достижении консенсуса, открывает широкие перспективы в практике работ по стандартизации по регламентации в нормативной и технической документации научно обоснованных показателей качества металлопродукции. С этой точки зрения в настоящей работе ставится задача разработки математических моделей, которые позволили бы определять количественные критерии согласованности позиций потребителя и изготовителя и разрабатывать алгоритмы достижения наилучшего уровня согласования требований к показателям качества металлопродукции.
Тем не менее при разработке математических моделей, которые могли бы быть успешно применены в практике разработки требований нормативной и технической документации на металлопродукцию, необходимо учитывать целый ряд факторов. Как было показано в п. 2.2, показатели качества металлопродукции могут быть регламентированы в нормативной и технической документации в виде различного сочетания номинальных и интервальных значений. Другим фактором, влияющим на особенности разработки математических моделей, является определение граничных условий и формулировка допущений. Показатели качества металлопродукции, по которым идет процесс согласования, имеют различную физическую и материальную природу, например геометрические показатели, показатели механических свойств, химический состав стали и др., а также иметь различную степень влияния на потребительские функции металлоизделия (см. гл. 2, п. 2.3). С этой точки зрения математические модели оценки степени близости позиций потребителя и изготовителя должны в полной мере учитывать особенности регламентируемых показателей качества металлопродукции.
В настоящем исследовании ставится задача алгоритмизации процесса достижения консенсуса участников процесса разработки требований нормативной и технической документации. Для этого необходимо выработать количественный критерий уровня согласия сторон. Этот критерий должен интегрировать в себе оценку целого комплекса параметров. Для этого в данной работе используется аппарат квалиметрии. В дальнейшем оценку степени близости требований потребителя и изготовителя будем обозначать буквой М, которая может принимать значения в интервале [0, 1]. Эта шкала традиционно используется в квалиметрии при оценке показателей качества продукции [24], соответствует теории логики оценок [322], характеризуется высокой аналитической надежностью, качественно нормирует основную массу получаемых данных.
Всех участников процесса согласования можно разбить на две группы, одну из которых, представляющую интересы производителя, будем коротко называть «изготовитель» и все параметры, связанные с ним, индексировать буквой F. Другая группа участников представляет интересы потребителя, и в дальнейшем для краткости будем называть ее «потребитель» и все параметры, связанные с ней, индексировать буквой U.
Для определения оценки М вначале сформулируем основной принцип оценивания. Этот принцип вытекает из современного представления менеджмента качества и заключается в приоритете требований потребителя. Состоянию «полная неудовлетворенность» соответствует оценка 0, а состоянию «полная удовлетворенность» соответствует оценка 1. Если F – комплекс технических параметров, определенных изготовителем, а U – комплекс требований потребителя, то состоянию полной согласованности (М = 1) соответствует следующее отношение между комплексом технических параметров, определяемых изготовителем F, и комплексом требований потребителя U F U , (3.1) т.е. возможности изготовителя полностью покрывают требования потребителя. Ситуацию полного отсутствия консенсуса (М = 0) описывает отношение F U. (3.2) Все другие варианты оценки согласованности будут оцениваться числом из интервала (0, 1).
На практике позиции сторон задаются интервалом значений и возможных номинальных значений показателей. Исходя из вышеизложенного принципа, можно вычислить оценку степени близости позиций сторон при интервальном подходе. Для удобства изложения сущности разрабатываемых математических моделей теории в дальнейшем будем обозначать через F и U интервалы, заданные изготовителем и потребителем соответственно. Тогда математически предложенные принципы можно представить следующим образом.
Применение алгоритма оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя при разработке проекта межгосударственного стандарта на прокат арматурный
Стальная холоднокатаная лента, в том числе высокопрочная упаковочная, является одним из широко востребованных видoв металлопродукции в различных отраслях промышленности и сферах потребления. На рисунке 4.1 представлена классификация холоднокатаной ленты. Данный вид металлопроката можно отнести к продукции, согласование требований на которую в системе отношений «потребитель - изготовитель» носит сложный, многоаспектный характер. Это связано с широкими технологическими возможностями изготовителя для варьирования и обеспечения свойств готовой ленты при ее производстве, с одной стороны, и необходимостью выполнения положений многочисленных стандартов кaчества на данный вид мeталлопродукции, - с другой [344, 345].
Один из мировых лидеров по производству стальной высокопрочной упаковочной ленты «Magnus» - фирма Signode. Особенностью данной ленты является сочетание повышенного уровня прочностных свойств и одновременно высоких пластических характеристик, что обеспечивается не только химическим составом стали, но также применением патентирования в технологии ее производства. В таблице 4.1 представлен химический состав стали марки SAE 1024 для производства высокопрочной патентированной упаковочной ленты «Magnus» (ф. Signode) [185].
Листовая продукция, поставляемая в листах и полосах, смотанных в рулоны, классифицируется по следующим основным группам марок стали качественная малоуглеродистая для холодной штамповки (ГОСТ 9045) углеродистая качественная и обыкновенного качества общего назначения (ГОСТ 16523) шпколегироЕэнная конструкционная (ГОСТ 17066) легированная конструкционная общего назначения (ГОСТ 1542) конструкционная легированная высококачественная специального назначения (ГОСТ 1126S) коррозионностойкая и жаростойкая (ГОСТ 5532) нелегированная электротехническая (ГОСТ 3836) кремнистая электротехническая (ГОСТ 21427) тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий (ГОСТ 14913) жесть (ГОСТ 155ВО, ГОСТ 13345, ГОСТ 1S17S-2) а Холоднокатаную стальную ленту7 в рулонах по назначению класснфнцнруется по следующим группам марок стали — конструкционная качественная углеродистая [ГОСТ 22 S4) — высоколегированная коррозионностойкая и жаростойкая (ГОСТ 4936) — текстурированная электротехническая для магнитопроводов (ГОСТ 21427.0-75) низкоутлеродистая (для штамповки деталей в м ашиностроешш, изготовления труб и др.) (ГОСТ 2233, ГОСТ 21997, ГОСТ 23 522) » упаковочная (ГОСТ 3560) ь инструментальная и пружинная для вычислительной техники (ГОСТ 19039) —ь из прецизионных сплавов для утгругих элементов (ГОСТ 14117)
Нормирование такого сложно обеспечиваемого комплекса механических свойств для данного вида металлопродукции связано с областью применения стальной высокопрочной упаковочной ленты. Она предназначена для упаковки горячекатаных и холоднокатаных рулонов металла, а также пачек горячекатаного листового проката на станах горячей прокатки. Кроме того, стальная высокопрочная упаковочная лента может быть использована для увязки кип хлопкового волокна. В связи с этим к высокопрочной упаковочной ленте предъявляются повышенные требования по стабильности механических свойств: упаковочная лента должна одновременно быть высокопрочной (временное сопротивление разрыву в более 900 Н/мм2), чтобы обеспечивать жесткую надежную фиксацию упакованной продукции (пачки или рулоны горячего металла, кипа хлопкового волокна и т.п.) при ее перемещении, и в то же время она должна обладать достаточно высоким уровнем пластичности (относительное удлинение не менее 6,0%), чтобы обеспечивать компенсацию возможных деформационных нагрузок на упакованный продукт без разрыва ленты и соответственно обеспечения сохранности и безопасности перемещения упакованного груза. Предельные значения возможного варьирования диапазона механических свойств стальной высокопрочной упаковочной ленты, как правило, связаны, с одной стороны, технологическими возможностями конкретного изготовителя, с другой - определяются мировой практикой производства и применения данного вида ленты.
В России в ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО «ММК») освоено производство широкого размерно-марочного сортамента ленты из низко-, высокоуглеродистой и легированной стали. Укрупнено существующую в ПАО «ММК» технологию производства холоднокатаной ленты можно представить следующим набором основных технологических операций [346, 347]: продольный роспуск широкой горячекатаной полосы на ряд узких полос; непрерывное солянокислое травление бесконечной полосы; холодная прокатка травленой полосы на непрерывном пятиклетевом стане 630; термическая обработка рулонов ленты в колпаковых печах с защитной азото-водородной атмосферой; дрессировка полосы на двуклетевом прокатно-дрессировочном стане 630; продольный роспуск полосы на заказную ширину; упаковка ленты.
Характерной особенностью промышленного производства холоднокатаной ленты в условиях ПАО «ММК» является возможность существенной технологической вариабельности процесса изготовления. В частности, именно при производстве ленты возможно осуществление нескольких видов термообработки (например, проведение предварительного, промежуточного или окончательного отжига рулонов ленты) и проведение одной-трех прокаток. При этом для производства готовой ленты с малыми значениями толщины необходимо увеличивать количество предшествующих операций термообработки и кратность прокатки. Это позволяет в зависимости от требований потребителя или норм стандартов сформировать в готовой ленте из одной и той же стали различный комплекс физико-механических, геометрических и других эксплуатационных свойств. Другими словами, холоднокатаная лента – это один из немногих видов металлопродукции, в которой возможна как определенная технологическая адаптация, так и существенная вариативность нормируемого сложно сочетаемого комплекса показателей качества под требования конкретного потребителя [348]. Поэтому при организации производства или расширении сортамента данного вида металлопродукции необходимо проводить предварительную работу по согласованию требований потребителя к уровню свойств холоднокатаной упаковочной лены и возможностей изготовителя обеспечить эти свойства.
Необходимость освоения производства высокопрочной патентированной упаковочной ленты в условиях действующего производства ПАО «ММК» было обусловлено целым рядом причин. Освоение на данном металлургическом предприятии производства горячекатаного листа как товарной продукции вызвало необходимость упаковки горячекатаных рулонов. Пуск современных агрегатов резки и получение обрезной кромки рулонов, высокая стоимость импортной высокопрочной упаковочной ленты явились основанием для решения комплекса технико-технологических вопросов, связанных с организацией производства высокопрочной патентированной упаковочной ленты в условиях ПАО «ММК».
Следует отметить, что рассматривается ситуация представляет случай, когда потребителем является сам изготовитель продукции. Таким образом, в системе отношений «потребитель - изготовитель» рассмотрение вариантов согласования требований к показателям качества металлопродукции должно осуществляться с учетом возможного наличия промежуточного потребителя (в рассматриваемом случае это агрегат патентирования) и возможностями формирования регламентируемых свойств металлопродукции на промежуточной стадии ее производства.
Основная стадия производства холоднокатаной упаковочной ленты в ПАО «ММК» предусматривала формирование механических свойств путем холодной прокатки и термообработки с последующей передачей ее на агрегат непрерывного патентирования для обеспечения уровня свойств ленты, необходимых потребителю. В этом случае освоение технологии осуществлялось с учетом особенностей оборудования агрегата патентирова-ния ПАО «ММК». Однако в силу ряда технических проблем агрегат патентирования не мог быть использован для проведения данного вида термической обработки. Это потребовало разработки и внедрения ряда технологических мероприятий для обеспечения высокой прочности и пластичности стальной ленты на стадии основного производства, когда лента производится фактически как подкат. Возможность применения различных технологических схем производства в условиях ПАО «ММК», а значит, возможность варьирования значений механических свойств холоднокатаной ленты в широких пределах обуславливают целесообразность использования методов количественной оценки степени согласованности требований потребителя и изготовителя для оценки результативности возможных вариантов технических решений, принимаемых при освоении производства металлопродукции в соответствии с лучшим мировым аналогом.
На первом этапе освоения за основу была принята существующая технология производства стальной ленты в условиях ПАО «ММК» из стали марки 30Г2 толщиной 0,8 мм. При этом химический состав стали содержал минимальное количество углерода в соответствии с ГОСТ 4543-71 (0,26-0,27 % С). Проведем сравнение механических свойств высокопрочной упаковочной холоднокатаной ленты, поставляемой на агрегат непрерывного патентирования, из стали марки 30Г2 толщиной 0,8 мм («Возможность изготовителя») с соответствующими механическими свойствами высокопрочной патентированной ленты «Magnus» как лучшего мирового аналога данного вида продукции («Требования потребителя»). Следует отметить особенности нормирования показателей механических свойств ленты Magnus: величина относительного удлинения имеет номинальное значение с ограничением слева «не менее 7,5 %». Поскольку правая граница интервала не представлена конкретным числовым значением, поэтому для проведения расчетов принимаем значение величины относительного удлинения 10% как значение, соответствующее мировым аналогам и обеспечиваемое процессом производства данного вида продукции. Для использования разработанных математических моделей необходимо определить значения рном. Для значений «Требования потребителя» значение рном принимаем равным среднему арифметическому нормируемых границ интервалов соответствующих величин. Для значений «Возможности изготовителя» используем величины соответствующих механических свойств, наиболее часто встречающихся в выборке результатов испытаний, представленных в работах [349 - 351].