Анализ контракта в производстве грузоподъемных машин на основе функции потерь Тагути

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 658.511

АНАЛИЗ КОНТРАКТА В ПРОИЗВОДСТВЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ ФУНКЦИИ ПОТЕРЬ ТАГУТИ

В.Ю. Анцев, Е.А. Чернецова, А.С. Толоконников

Рассмотрена методика принятия решения о заключении контракта на изготовление грузоподъемных машин на основе функции потерь Тагути с целью согласования возможностей предприятия с требованиями заказчика и определения взаимовыгодных условий выполнения контракта.

Ключевые слова: грузоподъемные машины, анализ контракта, функция потерь качества, методы Тагути.

Современные машиностроительные предприятия, в том числе и выпускающие грузоподъемные машины, работают в условиях позаказного производства, в котором базой для планирования производства становится заказ потребителя. Характерной особенностью позаказного производства является постоянное уменьшение времени, отпускаемого на принятие различных организационно-технических решений, в том числе и времени, которым располагает предприятие для оценки целесообразности принятия к производству того или иного заказа на изготовление изделий. В этих условиях одной из основных задач предприятия является эффективная организация процесса управления заказами, включающего ряд подпроцессов, направленных на выполнение процедур по приему, подготовке, передаче, обработке, мониторингу заказа.

Одним из важнейших подпроцессов процесса управления заказами является процесс анализа контракта, в ходе которого определяются ресурсы, необходимые для изготовления качественной продукции в соответствии с требованиями заказчика, принимается решение о приеме заказа к исполнению или об отказе от него и производится оформление контракта на поставку продукции. Ошибки в оценке возможности приемки заказа неизбежно приводят к экономическим потерям. В случае принятия к исполне-

нию заказа, не обеспеченного необходимыми ресурсами, предприятие терпит убытки из-за повышения себестоимости продукции, неритмичной работы его подразделений, возможных штрафных санкций со стороны потребителя за неудовлетворительное качество продукции и нарушения сроков ее поставок. В случае необоснованного отклонения заказа предприятие несет соответствующие убытки из-за потери клиента.

Анализ контракта на предприятиях подъемно-транспортного машиностроения производится совместно его маркетинговой, финансовой и конструкторско-технологической службами. Маркетинговая служба после укрупненного рассмотрения заказа потребителя передает техническое задание в конструкторско-технологическую службу, где решаются вопросы о возможности производства необходимого заказа, сроках и себестоимости его изготовления. На основе заключения маркетинговой и конструкторско-технологической служб финансовая служба предприятия формирует окончательную цену продукции. Многофункциональность процесса анализа контракта обусловливает необходимость реализации мероприятий по повышению его эффективности на основе применения достижений современного менеджмента, в том числе менеджмента качества, предполагающего широкое использование принципов процессного подхода и стандартизацию соответствующих видов деятельности [2, 3, 7].

Процесс анализа контракта включает работы по выявлению требований потребителя к продукции, соотнесению этих требований с техническими характеристиками грузоподъемных машин, оценке технической и экономической трудности смещения технических характеристик базовых конструкций грузоподъемных машин в желаемых потребителем направлениях, определению ориентировочной цены контракта и выработке рекомендаций по принятию или отклонению заказа.

Для формализации процесса анализа контракта в производстве грузоподъемных машин и повышения качества его выполнения разработана методика структурирования функций качества, позволяющая согласовать возможности предприятия с требованиями заказчиками и определить взаимовыгодные условия выполнения контракта [4]. В результате ее применения разрабатывается так называемый «домик качества», включающий требования потребителей к грузоподъемной машине и степени их важности, технические характеристики грузоподъемной машины, взаимосвязи потребительских требований и технических характеристик грузоподъемной машины, взаимосвязи между ее техническими характеристиками, профили продукции предприятия и его основных конкурентов, технические трудности изменения технических характеристик базовой конструкции грузоподъемной машины в направлении учета потребительских требований, и, наконец, задание на проектирование, учитывающее результаты сравнения значений технических характеристик и пожеланий потребителя.

Окончательное решение о выгодности контракта для предприятия предлагается принимать на основе расчета функции потерь Г. Тагути [1, 5].

К числу наиболее известных идей Г. Тагути относятся следующие:

1. Качественными считаются только такие изделия, характеристики которых полностью совпадают с их номинальными значениями. Любое отклонение приводит к потерям в стоимостном выражении, пропорциональным квадрату этого отклонения.

2. При проектировании изделие и процесс производства можно сделать робастными, то есть устойчивыми, нечувствительными к различным помехам при эксплуатации и производстве изделия.

3. Критерием правильности проектирования является предсказуемость модели объекта проектирования, которая оценивается отношением сигнал/шум и минимизацией дисперсии выходной характеристики объекта.

4. Проектирование изделия и процесса производства следует производить в три этапа: системное проектирование; параметрическое или оптимальное проектирование; проектирование допусков.

5. Для идентификации параметров изделия и процесса следует использовать статистическое планирование экспериментов, в том числе ортогональные планы.

Г. Тагути предложил функцию потерь качества, по которой качественными считаются только такие показатели, значения которых полностью совпадают по величине с номинальными значениями этих показателей, а всякое отклонение от номинала сопряжено с той или иной потерей качества продукции. При этом потери качества растут в квадратичной зависимости по мере отклонения истинных (измеренных) значений параметра от номинального и могут иметь место, как у изготовителя, так и у потребителя продукции. Согласно его теории, экономический фактор (стоимость) и качество анализируются совместно. Оба фактора связаны общей характеристикой, называемой функцией потерь качества. Кроме того, Г. Тагути считает составляющими этих потерь неудовлетворенность потребителей, дополнительные расходы производителя по гарантийным обязательствам, ухудшение репутации компании, влекущее за собой утрату части ранее принадлежавшего ей рынка. Чрезвычайно важным и привлекательным в методологии Тагути является то, что она ориентирована именно на инженерных работников, а, например, не на специалистов-математиков. Этот метод представляет собой гармоничную систему, которая может быть применена на всех стадиях жизненного цикла продукции, но наиболее эффективна при ее проектировании, разработке и производстве [5].

Квадратичная функция потерь качества была предложена Г. Тагути как лучшая стоимостная оценка потерь изготовителя и потребителя при отклонении от целевого значения [5]:

Цу)=с

где Ц (у) - потери в стоимостном выражении из-за отклонения характеристики продукции от целевого значения, у - текущее значение характеристики продукции, у0 - номинальное значение характеристики продукции, с - коэффициент, характеризующий денежный эквивалент.

Коэффициент с можно определить по методике, предложенной в [6], если знать затраты на потери 5 при выходе текущего значения характеристики продукции за поле допуска А = утах ± у0. В этом случае

Тогда

Цу) = 5 = с( у - уо)2 = сА2.

с = -^.

А2

Кривая функции потерь качества L(у) представлена на рис. 1, где видно, что потери возрастают при удалении у влево или вправо от номинала (целевого значения) у0. Допуск потребителя, это предел потерь А, при котором потребитель может вернуть продукцию.

уо +А у

Рис. 1. Кривая функции потерь качества

Для всех ситуаций нет необходимости определять точную функцию потерь качества, а можно рассматривать ее на некоторых уровнях: как унифицированное представление о качестве и стоимости, как функцию, связывающую экономические и технические представления, как уравнение, позволяющее оптимизировать все виды затрат в процессе производства и эксплуатации [6].

Расчет функции потерь качества при анализе контракта на изготовление грузоподъемных машин предлагается производить следующим образом. Так как вся деятельность предприятия направлена на возможно бо-

лее полное удовлетворение требований потребителя, то производитель либо полностью реализует его требования либо предлагает улучшения некоторых технических характеристик грузоподъемных машин. Следовательно можно принять, что потребитель, в случае изготовления грузоподъемной машины в строгом соответствии с конструкторской документацией, не несет к цене и нормируемым эксплуатационным затратам на приобретаемую грузоподъемную машину никаких дополнительных потерь. Поэтому мы будем рассматривать только потери производителя, для которого необходимо как можно более быстро оценить выгодность контракта при различных требованиях заказчика.

Любые разбросы технических характеристик грузоподъемной машины относительно значений технических характеристик базовой конструкции приводят к тем или иным потерям производителя. Эти потери могут изменяться от простых неудобств до финансового ущерба.

Потери производителя могут быть обусловлены тем, что требуемое заказчиком значение і-й технической характеристики уі отличается от базового значения уоі, как бы мало не было это отклонение. Функция потерь Ц(уі) достигает своего минимума при уі = уоі.

Величину коэффициента с определим из следующих соображений. На значения всех технических характеристик грузоподъемной машины в «домике качества» назначается соответствующий предел изменения Аг-,

который предлагается оценивать в баллах от 0 до 5 (0 - изменения не требуются, 5 - очень большие и сложные изменения). Любое отклонение от базовых технических характеристик приводит к дополнительным затратам 5 . Тогда, с учетом (2):

5 5 1 _

с = “Г = Т = 5 .

А2 52 25

Окончательно выражение функции потерь для каждой і-й технической характеристики с учетом сравнения базового значения и пожеланий заказчика получается подстановкой (3) в (1):

Ц

Общие потери, учитывающие отклонения всех технических характеристик от характеристик базовой конструкции грузоподъемной машины, представляют собой сумму произведений потерь (4) от изменения каждой технической характеристики на технические трудности Ті таких изменений:

п 5 п 0

Ц

і=1 25 і=1

где п - число технических характеристик грузоподъемной машины в «домике качества».

Технические трудности изменения технических характеристик базовой конструкции грузоподъемной машины в направлении учета потребительских требований оцениваются экспертным методом и заносятся в нижнюю часть «домика качества». При этом техническая трудность Т смещения 1-й технической характеристики в нужную сторону оценивается в баллах и может изменяться в пределах от 0 до 5.

Экономическая оценка единицы трудности смещения технических характеристик в нужную сторону определяется или экспертным методом, или устанавливается финансовой службой предприятия. Экономическую оценку единицы трудности можно определить сравнением себестоимости изготовления двух грузоподъемных машин, конструкции которых отличаются по некоторым показателям.

Потери, определяемые по (5), лежат в интервале Ь^п < Ь < Ьтах. Потери производителя являются минимальными в случае, когда заказчик приобретает грузоподъемную машину базовой конструкции, а максимальными - в случае изменения всех характеристик с техническими трудностями смещения технических характеристик в нужные стороны, оцениваемые в 5 баллов. Экспертами устанавливаются пределы Ьу и І2 потерь производителя (рис. 2), используемые при выработке рекомендаций по принятию или отклонению заказа. Если потери (6) находятся в интервале Ьтіп < Ь < Ьу, то заказ принимается, если в интервале Ьу < Ь < І2, то возможно принятие заказа при проведении консультаций маркетинговой службы с финансовой и конструкторско-технологической службами, а также совместных переговоров с заказчиками. Если же потери (6) находятся в интервале Ь2 < Ь < Ьтах, то рекомендуется отказ от заказа или, в исключительных случаях, принятие заказа по значительно увеличенной цене.

Рис. 2. Интервалы принятия решения о выгодности контракта

Таким образом, маркетинговая служба предприятия, получая заявку на контракт, может быстро оценить целесообразность принятия заказа, сравнивая технические характеристики грузоподъемной машины, требуемой заказчику, с техническими характеристиками базовой конструкции, производимой на предприятии.

Рассмотрим практический пример применения предложенной в работе методики при принятии решения о выгодности контракта на изготовление мостового крана г/п 10 тн-А3-22,5-12 на предприятии ООО «Узлов-

78

ский машиностроительный завод». Для этого случая в [4] разработан соответствующий «домик качества», включающий 14 технических характеристик производимых предприятием мостовых кранов.

У. Материал металлической конструкции (сталь конструкционная углеродистая качественная, сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, сталь для строительных конструкций) (Ту = 1).

2. Тип металлической конструкции (однобалочная, двухбалочная, коробчатая, ферменная) (Т2 = 5).

3. Электродвигатели (трехфазные асинхронные с короткозамкнутым ротором, трехфазные асинхронные с фазным ротором, трехфазные асинхронные двухскоростные, постоянного тока) (Т3 = 2).

4. Редукторы (горизонтальные цилиндрические, вертикальные цилиндрические, мотор-редукторы) (Т4 = 3).

5. Тормоза (с электрогидравлическим толкателем, с электромагнитным толкателем) (Т5 = 2).

6. Элементы трансмиссии (муфты зубчатые, муфты упругие втулочно-пальцевые) (Тб = 2).

7. Силовое электрооборудование (силовой контроллер, магнитный контроллер, система Леонарда, магнитный пускатель, тиристорный регулятор напряжения, тиристорный преобразователь частоты) (Т7 = 3).

8. Кабина управления (открытая, закрытая с отоплением, закрытая с кондиционером, расположение кабины) (Т8 = 4).

9. Аппаратура управления (с магнитными пускателями, с тиристорными преобразователями напряжения, с тиристорными преобразователями частоты) (Т9 = 3).

10. Канатно-блочная система (кратность полиспаста) (Туо = 2).

11. Ходовые колеса (одноребордные, двухребордные) (Туу = 2).

у2. Приборы и устройства безопасности (ограничитель грузоподъемности, микропроцессорный ограничитель нагрузки крана, ограничитель предельной нагрузки, прибор защиты крана от перегрузок, анемометр, прибор защиты от обрыва фаз, блок токовой защиты, температурное реле, концевые выключатели) (Ту2 = 2).

13. Ограждение (в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности, Строительных норм и правил) (Ту3 = 3).

14. Галереи, площадки, лестницы (в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности, Строительных норм и правил) (Ту4 = 3).

Таким образом, сравнение характеристик идет по п = 14 техническим характеристикам. В рассматриваемом примере изменения касаются четырех технических характеристик (редукторы, элементы трансмиссии, аппаратура управления, приборы и устройства безопасности):

о

Ь( у ) = —• (0 + 0 + 0 + 3 • 32 + 0 + 2 • 32 + 0 + 0 + 3 • 42 +

25

о 143 V

+ 0 + 0 + 2 • 52 + 0 + 0) =-

25

Экономическая оценка единицы трудности смещения технических характеристик в нужную сторону определена финансовой службой предприятия следующим образом. Было проведено сравнение по 14 техническим характеристикам конструкций двух мостовых кранов грузоподъемностью 5 тн-А5-22,5-12 стоимостью 3850,0 тыс. руб. и грузоподъемностью 32/10 тн-А5-22,5-12/12 стоимостью 7320,0 тыс. руб. В результате сравнения было выявлено, что сравниваемые краны имеют отличия по 6 параметрам: материал металлической конструкции, электродвигатели, редукторы, тормоза, аппаратура управления, ходовые колеса. Экономическая оценка единицы трудности, составившая 82619 руб., определялась делением разницы в стоимости сравниваемых кранов на количество измененных параметров и техническую трудность изменений.

Тогда потери будут равны:

Ь( у) = 152 ‘82619 = 472580,68 руб. 25

При этом Ьтіп = 0 руб., так как изменения технических характеристик не предусматриваются, Ьтах = 82619 • 25 • 37 = 3056903 руб., так как

25

требуется проведение изменение всех технических характеристик мостового крана, значения Ь1 и Ь2 по результатам опроса экспертов предприятия установлены Ьу = 12227612 руб. и Ь = 1834141,8 руб. Поэтому, основываясь установленными интервалами потерь производителя, принимается решение о принятии заказа к изготовлению.

В результате использования предлагаемой методики принятия решения о заключении контракта на изготовление грузоподъемных машин на основе функции потерь Тагути предприятие получает возможность оперативной оценки выгодности и целесообразности принятия заказа. При этом уменьшается время принятия решения, увеличиваются шансы принятия выгодных заказов, а также улучшается взаимодействие маркетинговой, конструкторско-технологической и финансовой служб предприятия.

Список литературы

1. Анцев В.Ю. Всеобщее управление качеством: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности 220501 Управление качеством / В.Ю. Анцев, А.Н. Иноземцев; Федер. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования, Тул. гос. ун-т. Тула, 2005. 243 с.

2. Анцев В.Ю., Толоконников А.С., Ковалева А.Е. Управление эксплуатацией грузоподъемных машин на основе процессного подхода // Подъемно-транспортное дело. №1. 2012. С. 5-7.

3. Анцев В.Ю., Федоров А.В., Федоров А.В. Стандартизация взаимодействий подразделений ремонтной службы машиностроительного предприятия // Ремонт, восстановление, модернизация. № 5. 2008.

С. 42-48.

4. Анцев В.Ю., Чернецова Е.А. Структурирование функций качества в процессе проектирования грузоподъемных машин // Известия ТулГУ. Технические науки. № 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. С. 217-226.

5. Брагин Ю.В. Инженерные методы повышения качества и снижения затрат по Генити Тагути. Вып. 1. Функция потерь. Ярославль: Центр качества, 2005. 68 с.

6. Менеджмент качества: Принятие решений о качестве, управляемом заказчиком / А.Г. Варжапетян [и др.]; под ред. А.Г. Варжапетяна. М.: Вузовская книга, 2004. 360 с.

7. Ивахненко А.Г., Сторублев М.Л. Применение информационных методов в управлении процессами системы менеджмента качества // Информатика и системы управления. № 2. 2009. С. 86-92.

Анцев Виталий Юрьевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, anzev @ tsu. tula. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Чернецова Екатерина Александровна, аспирант, ekaterina. chernecova @ mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Толоконников Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доц, tolokonnikov @ list. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

CONTRACT ANALYSIS IN LIFTING MACHINES PRODUCTION ON THE BASIS OF TAGUCHI LOSS FUNCTION

V.U.Anzev, E.A.Chernecova, A.S. Tolokonnikov

he paper reviews the decision-making method concerned with entering into a contract on lifting machines production using Taguchi loss function in order to bring the production capacity in line with the client’s requirements and define the best and mutually-beneficial terms and conditions for contract implementation.

Key words: lifting machines, contract analysis, quality loss function, Taguchi methods.

Antzev Vitaly Yuryevich, doctor of technical science, professor, manager of department, anzev @ tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Chernecova Ekaterina Aleksandrovna, postgraduate,

ekaterina. chernecova @ mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Tolokonnikov Alexander Sergeevich, candidate of technical science, docent, tolokon-nikov@list.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.9:663.5.002.5

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РОТОРНЫХ МАШИН

ДЛЯ РОЗЛИВА И УКУПОРКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ НА СТА ДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

В.В. Прейс, Д.Н. Семенов

Рассматриваются вопросы обеспечения надежности роторных машин для розлива и укупорки жидких продуктов на стадии проектирования. Приводятся данные об изменении коэффициента использования роторной машины при применении стратегии накопления отказов многоканальной части с последующим групповым восстановлением в зависимости от прошедшего с начала работы времени.

Ключевые слова: роторная машина, розлив, укупорка, надежность, компоновка, транспортный ротор, технологический ротор, аналитическая модель, отказ, групповое восстановление.

Введение. Роторные машины (РМ) используют в различных отраслях промышленности для розлива и укупорки жидких продуктов в штучную тару (стеклянные или пластиковые бутылки и канистры, стеклянные или металлические банки) с последующей маркировкой и этикетировкой тары [1, 2].

Особенностью РМ, по сравнению с другими классами технологических машин, является выполнение технологических операций в процессе непрерывного транспортирования штучных объектов совместно с исполнительными органами, расположенными по окружности вращающегося вертикального ротора, что определяет особенности их конструирования и расчета:

- необходимость компоновки исполнительных органов в виде автономных функциональных механизмов и устройств;