Модель автоматизированной системы управления качеством в многономенклатурном машиностроительном производстве

четкой согласованной оптимизации решений при планировании корпоративного проекта и его отслеживании.

На основании изложенного можно сделать следующие выводы. В статье рассмотрены идея системного анализа, его содержание применительно к формированию информационно-управляющей системы поддержки принятия решений, раскрыта сущность неформальных процедур управления проектом системы электронного документооборота, представлено содержание проекта системы электронного документооборота.

Для создания программной системы электронного документооборота предложено применять информационно-управляющую систему поддержки принятия решений. Она является активной и имеет один управляющий элемент - центр, в который входит группа участников процесса принятия решений. Каждый из участников, как правило, имеет собственное представление о существующей проблеме, не всегда поддающееся четкому описанию. В таких случаях для принятия общего решения предложен принцип нечеткого согласования и планирования, который позволяет найти компромиссное решение в условиях нечеткой, неполной информации и противоречивых суждений.

Данный принцип представлен в виде нечеткого алгоритма, состоящего из шести этапов. Он может быть реализован за конечное число итераций, которое зависит от сложности решаемой проблемы и числа задействованных в процессе принятия решений участников.

Установлено, что целевые функции всех участников процесса принятия решений и условия их согласования могут быть представлены с помощью аппарата нечетких множеств как выражение компромисса. Показано, как путем взаимных уступок, включающих пересмотр участниками процесса принятия решений своих приоритетов, может быть получено окончательное решение.

Принципы нечеткого согласования и планирования, изложенные в настоящей статье, были по-

ложены в основу проекта системы электронного документооборота для СО ЕЭС.

Литература

1. Бурков В.Н., Кузнецов В.Н., Палюх Б.В. Информационно-управляющие системы принятия решений целеустремленными субъектами // Современные сложные системы управления (СССУ-2008): матер. VI Междунар. науч.-практич. конф. Тверь: ТГТУ, 2008. С. 31-40.

2. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука. Глав. ред. Физматлит, 1981. 488 с.

3. Кузнецов В.Н. Согласование и оптимизация в иерархических системах с активными элементами. М.: Институт проблем управления РАН, 1996. 132 с.

4. Бурков В.Н. Основы математической теории активных систем. М.: Наука, 1977. 256 с.

5. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях: в кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976. С. 172-215.

6. Гермейер Ю.Б. Игры с непротивоположными интересами. М.: Наука, 1976. 328 с.

7. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В., Слядзь Н.Н., Глушков В.И. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. 304 с.

References

1. Burkov V.N., Kuznetsov V.N., Palyukh B.V. Information and control systems of decision-making of purposeful persons. Sovremennye slozhnye sistemy upravleniya (SSSU-2008): mater. VI mezhdunar. nauch. -praktich. konf. [Modern complex management systems. Proc. 6th int. scient. practical conf.]. Tver, Tver St. Tech. Univ. Publ., 2008, pp. 31-40.

2. Moiseev N.N. Matematicheskie zadachi sistemnogo analiza [Mathematical problems of system analysis]. Moscow, Nauka Publ., the main ed. Fizmatlit Publ., 1981, 488 p.

3. Kuznetsov V.N. Soglasovanie i optimizatsiya v ierarkhi-cheskikh sistemakh s aktivnymi elementami [Coordination and optimization in hierarchical systems with active elements]. Moscow, Institute of management problems RAS Publ., 1996, 132 p.

4. Burkov V.N. Osnovy matematicheskoy teorii aktivnykh sis-tem [Basics of the mathematical theory of active systems]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 256 p.

5. Bellman R., Zade L. Decision-making in vague terms. Voprosy analiza i protsedury prinyatiya resheniy [Analysis issues and decision-making procedures]. Moscow, Mir Publ., 1976, pp. 172-215.

6. Germeyer Yu.B. Igry s neprotivopolozhnymi interesami [Games with non-opposite interests]. Moscow, Nauka Publ., 1976, 328 p.

7. Borisov A.N., Alekseev A.V., Merkuryeva G.V., Slyadz N.N., Glushkov V.I. Obrabotka nechetkoy informatsii v sis-temakh prinyatiya resheniy [Processing fuzzy information in decision-making systems]. Moscow, Radio i svyaz Publ., 1989, 304 p.

УДК 621.311:658.26:550.8

МОДЕЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ В МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Г.Б. Бурдо, д.т.н., профессор; Н.А. Семенов, д.т.н., профессор; А.Ю. Сорокин, аспирант

Показана актуальность создания автоматизированной системы управления качеством продукции на машиностроительных и приборостроительных многономенклатурных производствах. Обоснована необходимость управления качеством продукции на всех этапах жизненного цикла изделия. Подчеркнуто, что принципы функционирования

системы управления качеством продукции определяются стандартами серии ИСО 9000. Приведена типовая схема этапов и стадий жизненного цикла изделия для машиностроительной продукции.

Для выявления механизма обмена информацией и принятия решений в автоматизированной системе управления качеством продукции на многономенклатурном машиностроительном предприятии была разработана ее теоретико-множественная модель. Система управления качеством, функционирующая на предприятии, рассмотрена с точки зрения управления как сложная система, представляемая подсистемами трехуровневой иерархии.

Первый уровень автоматизированной системы - управляющая подсистема, принимающая заключение о качестве продукции и обшдх мероприятиях по ее обеспечению. Подсистемы второго и третьего уровней определяют и управляют качеством продукции на этапах и стадиях жизненного цикла изделия. Рассмотрены структуры входных и выходных данных каждой подсистемой-оператором.

Показано, что часть входных параметров определяется требованиями к качеству продукции.

Оценке подлежит информация, разрабатываемая на каждом этапе и стадии жизненного цикла изделия. Учитывая специфику многономенклатурного машиностроения и условий проведения конструкторской, технологической подготовки и организации производства, анализируются лишь наиболее значимые с позиций качества информационные потоки.

Указывается, что разработанная модель явилась основой для разработки алгоритмов и программных средств АСУ качеством продукции в многономенклатурном машиностроении.

Ключевые слова: автоматизированная система управления качеством продукции, теоретико-множественная модель, системный анализ, искусственный интеллект.

MODEL OF THE AUTOMATED QUALITY MANAGEMENT SYSTEM IN MULTIPRODUCT MACHINERY PRODUCTION

Burdo G.B., Dr. Tech. Sc., professor; SemenovN.A., Dr. Tech. Sc., professor; Sorokin A.Yu., postgraduate student

Аbstract. The article shows the relevance of creation of the automated quality control systems in machine-building and instrument-making diversified industries. The necessity of quality control at all stages of the product lifecycle is proved. It is emphasized that principles of the quality management system are determined by ISO 9000standards. The article shows the typical pattern of phases and stages of products lifecycle for machine-building products.

To identify a mechanism of information exchange and decision-making in an automated quality control system in multiproduct machine-building enterprise, its set-theoretic model has been developed. The enterprise quality management system is considered from the control point of view as a complex system which is represented by three-level hierarchy subsystems.

The first level of an automated system is control subsystem that concludes with the quality of products and general events for its maintenance. Subsystems of the second and the third level determine and manage products quality at the stages of the product lifecycle. The structures of the input and output data of each subsystem-operator are considered.

It is shown that the part of input parameters is determined by the requirements to quality of production.

Information developed at each stage of the lifecycle of the product is evaluated. Because of the specificity of multiproduct machinery engineering and conditions of process design and industrial engineering, only the most important, from the quality perspective, information flows are analyzed.

The article specifies that the developed model is the basis for the development of algorithms and software of the automated quality control system of multiproduct machinery engineering.

Keywords: automated quality control system, set-theoretic model, system analysis, artificial intelligence.

Качество продукции, производимой предприятиями, напрямую влияет на уровень развития экономики государства в целом. Это утверждение неоднократно доказано передовыми экономиками стран Европы и Азии [1-3].

Главная особенность современного машиностроительного производства - широкая гамма выпускаемой продукции, ориентированной на конкретного потребителя, и сжатые сроки подготовки производства, что с полным основанием позволяет определить его как многономенклатурное.

В условиях многономенклатурного производства для обеспечения качества продукции все больше внимания необходимо уделять жизненному циклу (ЖЦ) изделия [4], то есть управлять качеством продукции на каждом его этапе и на всех стадиях (рис. 1).

Для этого необходимо создать систему управления качеством продукции, принципы функционирования которой определяются стандартами серии ИСО 9000. Учитывая необходимость опера-

тивного внесения корректив в качественные показатели и широкий спектр продукции, выпускаемой современным машиностроительным предприятием, создание АСУ качеством является актуальной задачей.

Теоретико-множественная модель АСУ качеством

Для выявления механизма обмена информацией и принятия решений в АСУ качеством продукции на многономенклатурном машиностроительном предприятии была разработана ее теоретико-множественная модель (рис. 2).

Рассмотрим АСУ качеством на предприятии, представляемую подсистемами {Я} = {Я;1,Я*,...,

Я,Я,Я2,...,Я12} , с точки зрения управления.

Здесь R0 - управляющая подсистема (верхнего уровня) АСУ качеством, состоящая из следующих подсистем более низкого уровня.

Разработка ТЗ

Этап проектных работ

н

О &

з

а р

Этап

разработки РД и ЭД

Этап изготовления

ё и ар

ар пр

о

як & о

Э- а £ £ о 62

ки та тк ое бо ар

рг р о ян

из

а §

Н о

о т

Д Р

ао тб о й

Д Э

ао тб

о й

ва оот тва

Р и

& «

п °

ов

Этап эксплуатации

ял ле 2 «

О й

аи

ви рц

еа енс аиз

ол ки

Рис. 1. Этапы и стадии ЖЦ изделия: ТЗ - техническое задание, РД - рабочая документация, ЭД - эксплуатационная документация

Подсистема Я^ осуществляет управление качеством на этапе разработки ТЗ, а входящая в нее подсистема Я\ - на стадии разработки ТЗ.

Подсистема Я 2 управляет качеством на этапе проектных работ, включающем четыре стадии ЖЦ. Ее функции: Я22 - управление качеством на стадии НИР, Я23 - управление качеством на стадии разработки технического предложения (ТП), Я24 - управление качеством на стадии разработки

эскизного проекта (ЭП), Я5 - управление качеством на стадии разработки технического проекта (ПТ).

Подсистема Я3 осуществляет управление качеством на этапе разработки РД и ЭД, управляя двумя стадиями жизненного цикла: Я26 - управление качеством на стадии разработки РД, Я72 -управление качеством на стадии разработки ЭД.

Подсистема Я/ осуществляет управление качеством на этапе изготовления и испытания изделий, включающем три стадии ЖЦ. Ее функции: Я8 - управление качеством на стадии технологи-

г>9

ческой подготовки производства, Я2 - на стадии изготовления изделий, Я^0 - на стадии испытаний изделий.

Подсистема Я5 управляет качеством на этапе эксплуатации и утилизации изделий на двух стадиях ЖЦ. Ее функции: Я" - управление качеством на стадии эксплуатации изделий, Я12 - на стадии утилизации изделий.

Управляющая подсистема R0 выполняет шесть функций управления. Первая функция - управление подсистемой Я1 - определение и корректировка параметров качества продукции на этапе ТЗ: Я : АхЪ\ ^ а\, где A - управляющий сигнал, то есть множество требований к параметрам качества изделия на всех стадиях ЖЦ изделия, определяе-

мых системой управления организацией; Ъ\ -множество значений фактических параметров качества изделия на стадии ТЗ; а1 - множество корректирующих воздействий на параметры качества изделий на этапе ТЗ. Вторая функция - управление подсистемой Я1 - определение и корректировка параметров качества продукции на этапе проектирования: Я2 : АхЪ\ ^а2, где Ъ\ - множество значений параметров качества изделия на этапе проектных работ; а 2 - множество корректирующих воздействий на параметры качества изделий на этапе проектных работ. Третья функция -управление подсистемой Я1 - определение и корректировка параметров качества продукции на этапе разработки РД и ЭД: Яз : АхЪ^ ^а3, где Ъ - множество фактических значений параметров качества изделия на этапе разработки РД и ЭД; а3 - множество корректирующих воздействий на параметры качества изделия на этапе разработки РД и ЭД. Четвертая функция - управление подсистемой Я1 - определение и корректировка параметров качества продукции на этапе изготовления и испытания изделий: Я4:АхЪ14 ^а\, где Ъ4 - множество фактических значений параметров качества продукции на этапе изготовления

" 4

и испытания изделий; а4 - множество корректирующих воздействий на параметры качества продукции на этапе изготовления и испытания изделий. Пятая функция - управление подсистемой Я\

- определение и корректировка параметров качества продукции на этапе эксплуатации и утилизации: Я5: АхЪ\ ^ а\, где Ъ[ - множество фактических значений параметров качества продукции на этапе эксплуатации и утилизации; а5 - множество корректирующих воздействий на параметры качества на этапе эксплуатации и утилизации. Шестая функция управления - определение пара-

Рис. 2. Теоретико-множественная модель АСУ качеством

метров качества изделия с учетом всех этапов ЖЦ изделия: Я6 :ЛхЬ хЬ* хЬ хЬ14 хЬ5 ^В, где 5 -выходной сигнал, то есть множество параметров качества готового изделия.

Подсистема Я^ осуществляет две функции управления. Первая из них - непосредственное управление качеством на стадии разработки ТЗ: Я : а\ х Ь\ ^ а\, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии технического задания; Ь\ - множество фактических (текущих) значений параметров качества изделия на стадии ТЗ. Вторая функция - передача информации о фактическом качестве изделия на стадии ТЗ вышестоящей управляющей подсистеме: Я12 : Ь1 ^ Ь\.

Подсистема Я? осуществляет пять функций

управления. Первая - непосредственное управление качеством изделия на стадии разработки НИР: Я? : а? х Ь? ^ а? , где а? - множество требований

к параметрам качества изделия на стадии НИР; Ь? - множество фактических (текущих) значений качественных параметров изделия на стадии НИР. Вторая функция - управление качеством изделия на стадии разработки ТП: Я?2 : а? х Ь\ ^ а\, где а3 - множество требований к параметрам качества изделия на стадии ТП; Ь\ - множество текущих значений качественных параметров изделия на стадии ТП. Третья функция - управление качеством изделия на стадии разработки ЭП: Я?3 : а? х Ь^ ^ а^, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии ЭП; Ь24 -множество фактических (текущих) значений качественных параметров изделия на стадии ЭП. Четвертая функция - управление качеством изделия на стадии разработки ПТ: Я?4: а? х Ь25 ^ а\, где а5 - множество требований к параметрам качества изделия на стадии ПТ; Ь\ - множество фактических (текущих) значений качественных пара-

метров изделия на стадии ПТ. Пятая функция -синтез информации о состоянии качества изделия на этапе проектных работ: Я? : Ь? х Ь\ х ЬД х хЬ5 ^ ь2 .

Подсистема Я3 предназначена для выполнения трех функций управления. Первая - непосредственное управление качеством на стадии разработки РД: Я3 : х Ь\ ^ а\, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии РД; Ь6 - множество фактических (текущих) значений качественных параметров изделия на стадии РД. Вторая функция - управление качеством изделия на стадии разработки ЭД: Я32 : а3 х Ь\ ^ а\, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии разработки ЭД; Ь\ - множество фактических (текущих) значений качественных параметров изделия на стадии разработки ЭД. Третья функция - синтез информации о состоянии качества изделия на этапе разработки РД и ЭД: Я^ : Ь26 х Ь27 ^ Ь\.

Подсистема Я4 выполняет четыре функции управления. Первая - управление качеством изделия на стадии технологической подготовки производства: ЯД : аД х Ь\ ^ а\, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии технологической подготовки производства; Ь\ - множество фактических (текущих) значений

параметров качества изделия на стадии технологической подготовки производства. Вторая функция - управление стадией изготовления изделий: Я42 : аД х Ь\ ^ а92, где а\ - множество требований к параметрам качества изделия на стадии изготовления; Ь\ - множество фактических (текущих) значений параметров качества изделия на стадии изготовления. Третья функция - управление стадией испытаний изделий: ЯДЪ : аД х Ь12 ^ а12 , где а^ - множество требований к параметрам продукции на стадии испытания изделий; Ь12 - множество фактических (текущих) значений параметров изделий. Четвертая функция - синтез информации о состоянии этапа изготовления и испытаний: Я44: Ь\ х Ь\ х Ь\0 ^ ЬД.

Последняя подсистема, Я 5 , осуществляет три функции управления. Первая - непосредственное управление качеством продукции на стадии эксплуатации изделий: Я^ : а\ х Ь\ 1 ^ а\где а\ 1 -множество требований к параметрам качества изделий на стадии эксплуатации; Ь11 - множество фактических (текущих) значений параметров качества продукции на стадии эксплуатации изделий. Вторая функция - управление качеством продукции на стадии утилизации изделий:

R52 : a\ х bl2 ^ al2 , где al2 - множество требований к параметрам качества продукции на стадии утилизации изделий; bl2 - множество фактических (текущих) значений параметров качества продукции на стадии утилизации изделий. Третья функция - передача информации о состоянии этапа эксплуатации и утилизации изделий: R53 :b\'хb\'хb\2 ^b5.

Все подмножества требований к параметрам качества изделия на этапах ЖЦ изделия

(a\, al, al, al, al ) определяются требованиями к качеству изделия, задаваемыми АСУ организацией. Подмножества (bl, bl, bl, bl, bl ) формируют

параметры качества готового изделия B. Если качество обеспечивается, то множество параметров A должно включать множество параметров B.

Как можно видеть, оценке подлежит информация, разрабатываемая на каждом этапе и стадии ЖЦ изделия. Учитывая специфику многономенклатурного машиностроения и условий проведения конструкторской, технологической подготовки и организации производства, анализируются лишь наиболее значимые с позиций качества информационные потоки.

В заключение следует отметить, что представленная теоретико-множественная модель АСУ качеством изделия позволяет определить правила обмена информацией и ее переработки.

Дальнейшим этапом явилась разработка критериев оценки качества продукции на этапах и стадиях ЖЦ изделия, способов принятия решений операторами АСУ качеством на основе продукционных моделей знаний.

Это позволило разработать алгоритмы и программные средства АСУ качеством продукции в многономенклатурном машиностроении.

Литература

1. Гличев А.В. Основы управления качеством продукции. М.: Стандарты и качество, 2001. 424 с.

2. Горбашко Е.А. Управление качеством: учеб. пособие. СПб: Питер, 2008. 384 с.

3. Черников Б.В., Ильин В.В. Управление качеством информационных систем в экономике: учеб. пособие. М.: Форум, 2009. 240 с.

4. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Су-марков С.В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анархист, 2002. 304 с.

References

1. Glichev А^. Osnovy upravleniya kachestvom produktsii [Production quality control basis]. 2nd ed., Moscow, Standarty i kachestvo Publ., 2001, 424 p.

2. Gorbashko Е.А. Upravlenie kachestvom: ucheb. posobie [Quality control: tutorial]. St. Petersburg, Piter Publ., 2008, 384 p.

3. Chernikov B.V., Ilin V.V. Upravlenie kachestvom infor-matsionnykh sistem v ekonomike: ucheb. posobie [Information systems in economics quality control: tutorial]. Moscow, Forum Publ., 2009, 240 p.

4. Kolchin А^., Ovsyannikov M.V., Strekalov А^., Sumar-kov S.V. Upravlenie zhiznennym tsiklom produktsii [Production lifecycle management]. Moscow, Ânarkhist Publ., 2002, 304 p.