Управление качеством полиграфической продукции с применением прогнозирующих моделей

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 68.518

управление качеством полиграфической продукции с применением прогнозирующих моделей

Авраменко В.П., Ткаченко В.Ф., Маслов П.Н.

ХНУРЭ (Украина)

Постановка проблемы управления качеством принимаемых решений. Необходимым условием успешного функционирования всех отраслей промышленности и обслуживания в непроизводственной сфере является оперативное управление качеством выпускаемой продукции, включая полиграфические предприятия, и предоставляемых пользователям услуг.

Качество рассматривается ниже как совокупность свойств объекта, обусловливающих его способность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с его назначением. Одной из возможных характеристик качества, наряду с удовлетворительностью и неудовлетворительностью, является оптимальность. Оптимальность характеризует качество принимаемых решений относительно состояния системы или ее поведения. Частными характеристиками качества также являются эффективность, продуктивность, устойчивость, лабильность (гибкость структуры) и др. [1, с. 294 - 303].

В современных системах управления особое значение приобретает повышение качества и конкурентоспособности производимых работ и оказываемых услуг. Качество является важнейшим условием эффективной работы предприятий и обеспечения устойчивости их функционирования. Согласно концепции постоянного улучшения качества, которая приведена в стандартах ИСО серии 9000, качество представляет собой совокупность свойств и характеристик продукции или услуг, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности [2, с. 4 - 8].

В основу создания системы управления качеством заложены следующие концепции: постоянное улучшение всех сфер деятельности, минимизация всех видов потерь, персональная ответственность за результаты собственного труда и оплата в соответствии с качеством труда. Эти концепции управления качеством позволяют создавать организационно-технологические многокритериальные системы с потенциальными возможностями большими, чем предусмотрено в стандартах ИСО серии 9000 [3, с. 224 - 308].

Цель и задание исследовательской работы состоит в решении важной научно-технической проблемы создания системы оперативного управления качеством полиграфической продукции с применением прогнозирующих моделей. В этой ситуации актуальными становятся задачи оперативного управления качеством производства с применением адаптивных методов оценивания параметров моделей и прогнозирования состояний управляемого объекта по временным рядам наблюдений за входными и выходными сигналами.

Математическое описание объекта управления качеством представим линейными дискретными стохастическими моделями, на выходе которых формируются процессы с аналогичными корреляционными свойствами из поступающего на вход некоррелированного шума. Под состоянием системы будем подразумевать совокупность значений переменных и параметров, характеризующих показатели качества системы в конкретный момент времени.

Изложение сути выполненных исследований.

1. Моделирование оперативного управления качеством (ОУК) производства начнем с выбора структуры системы ОУК в виде «черного ящика», на вход которого поступает управляющий сигнал u(t), а на выходе наблюдается контролируемый сигнал y(t), зашумленный помехой v(t). Требуется найти зависимость выходного сигнала y(t) от управляющего сигнала u(t) в виде отображения y(t) = {u(t), v(t)}.

Если управляющее воздействие u(t) и контролируемый сигнал y(t) относятся к дискретным моментам времени tk = kT (k = 1, 2, …), то динамические свойства стационарной линейной зашумленной системы определяются соотношением [4]:

y(t) = G(q) u(t) + H(q) e(t), (1)

где G(q) - передаточная функция по управлению, отражающая взаимосвязь между выходной {y(k)} и входной {u(k)} последовательностями; H(q) - передаточная функция фильтра помехи; {e(t)} - последовательность взаимно независимых случайных величин с нулевым средним и конечной дисперсией.

В качестве обобщенного множества модельных структур линейной стационарной динамической системы (1) используется уравнение

А(q) y(t) =u(t) +e(t), (2)

которое позволяет реализовать 32 варианта структурных моделей в зависимости от того, какие из пяти многочленов А(q), В(q), С(q), D(t) и F(q) включены в модель для реализации желаемых динамических свойств модели. Многообразие модельных структур (2) можно расширить введением запаздывания, нелинейности, нестационарности и робастности по отношению к исходным предпосылкам моделирования и проявлениям внешней среды.

2. Спецификация прогнозирующих моделей состоит в том, чтобы из некоторого множества моделей-претендентов выбрать наиболее предпочтительную структуру для заданного временного ряда. Существуют различные способы выбора предпочтительной структуры модели временного ряда из класса отобранных структур. При построении моделей оперативного управления качеством производства наиболее общим классом моделей-претендентов является класс ARIMAX-моделей, компоненты которого могут самостоятельно использоваться как авторегрессионные, стационарные, нестационарные, нелинейные и робастные к различным проявлениям среды модели.

В качестве отправной точки для спецификации моделей прогнозирования состояний системы управления качеством примем ARIMAX-модель уравнения y(t) = G(q) u(t) + H(q) e(t) линейной разностной динамической системы с фильтром помех. Если стационарный процесс сигнала помехи v(t) = Н(q) e(t), где {e(t)} - белый шум с дисперсией у, имеет рациональную передаточную функцию Н(q) = C(q)/A(q), где C(q) и А(q) - полиномы числителя и знаменателя передаточной функции Н(q), равные

C(q) = 1 + c1q-1 + … + , А(q) = 1 + а1q-1 + … + ,

то уравнение помехи представляет собой ARMA(na, nc)-модель вида:

v(t) + а1 v(t - 1) + …+ v(t - na) = e(t) + c1 e(t - 1) + … +e(t - nc).

Выводы

управление качество сигнал модель

Выполненные исследования показали актуальность и важность проблемы оперативного управления качеством полиграфического производства на основе прогнозирующих моделей. Сформировано математическое описание системы оперативного управления качеством полиграфического производства на основе передаточных функций, полученных из конечно-разностных уравнений. Проанализированы качественные характеристики основных типов допустимых множеств моделей, к которым относятся авторегрессионные ARX-модели с управляющими воздействиями, авторегрессионные ARMAX-модели выходного сигнала со скользящим средним помехи, авторегрессионные ARIMAX-модели выходного сигнала с интегрированным скользящим средним помехи, робастные авторегрессионные RARIMAХ-модели, т.е. ARIMAX-модели, устойчивые к отклонениям исходных предпосылок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Теория системного менеджмента: [Текст] Учебник. / Р.С. Сегедова, В.Г. Янчевского; Под общ. ред. П.В. Журавлева - М.: Экзамен, 2002. - 512 с.

2. Управление качеством и реинжиниринг организаций [Текст] / З.С. Абутидзе, Л.Н. Александ-ровская, В.Н. Басс и др. - Логос, 2003. - 328 с.

3. Татанов, И.В. Моделирование организационнно-технологических систем [Текст] / И.В. Татанов, В.П. Авраменко, В.А. Тимофеев, А.А. Панченко. - Рязань: Русское слово, 1996. - 224 с.

4. Льюнг, Л. Идентификация систем. Теория для пользователя [Текст] / Л. Льюнг. - М.: Наука, 1991. - 432 с.

Размещено на Allbest.ru