Организация производства на основе внедрения управления качеством с использованием CALS-технологий (на примере авиационного ракетостроения)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, г. Москва

Московский авиационный институт (государственный технический университет), г. Москва

Организация производства на основе внедрения управления качеством с использованием CALS-технологий (на примере авиационного ракетостроения)

Д.В. Мантуров, канд. экон. наук, заместитель министра

В.Д. Калачанов, д-р экон. наук, профессор

Г.А. Статева, ассистент

Аннотация

менеджмент качество авиационный промышленность

Статья посвящена общей методике создания информационного обеспечения системы менеджмента качества (ИО СМК) предприятий авиационной промышленности. Одновременно с построением СМК на этих предприятиях сформирован прототип их информационного обеспечения, базирующегося на применении CALS-технологий.

В стандартах качества серии ГОСТ Р ИСО 9000 можно найти немало указаний на важность информации в СМК. Так, одним из восьми принципов менеджмента качества является принцип «принятия решений, основанного на фактах», гласящий, что «эффективные решения основываются на анализе данных и информации» [2]. Среди основных требований к СМК в стандартах называется требование обеспечения наличия ресурсов и информации, необходимых для поддержки процессов, составляющих СМК, и их мониторинга. В стандарте [2] говорится, что «руководству необходимо обращаться с данными как с фундаментальным источником для преобразования в информацию и постоянного развития базы знаний организации, которая важна для принятия решений, основанных на фактах». Исходя из вышесказанного, напрашивается вывод о необходимости применения для информационного обеспечения СМК компьютерных систем. Основой такого применения является использование хорошо себя зарекомендовавших концепции, стратегии и технологий CALS (или ИПИ-технологий). Основной идеей концепции CALS является повышение эффективности процессов жизненного цикла (ЖЦ) изделия за счет повышения эффективности управления информационными ресурсами. Это достигается за счет преобразования ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс, интегрированный с точки зрения информационного взаимодействия всех участников ЖЦ, т.е. построения Единого Информационного Пространства (ЕИП) [3].

При этом ИО СМК не должно ограничиваться использованием только одной системы какого-либо класса. Поскольку СМК тесно увязана со всей управленческой инфраструктурой предприятия, для ИО СМК следует использовать все имеющиеся на предприятии компьютерные системы. Для одних аспектов ИО СМК наилучшим образом подойдут PDM-системы, для вторых - АСУТП, для третьих - системы класса ERP и так далее. Данная статья затрагивает вопросы применения систем управления данными об изделии (PDM-систем) для ИО СМК. Согласно [4], PDM-система предназначена для управления всеми данными, созданными об изделии на протяжении его ЖЦ, и всеми информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные.

Исходя из возможностей PDM-системы, она должна применяться для информационного обеспечения различных групп процессов предприятия, так или иначе имеющих отношение к СМК. В эти группы входят процессы ЖЦ продукции, управленческие процессы, процессы обеспечения ресурсами, процессы измерения и внутренние процессы СМК. Согласно [2], ко всем процессам может применяться цикл PDCA (plan - do - check - act; планирование - осуществление - проверка - действие). В соответствие с этим, можно выделить пять основных функций PDM-системы как инструмента ИО СМК предприятия:

1) Поддержка планирования процессов (этап планирования) осуществляется при помощи управления нормативной документацией, включающей требования к процессам и требования к продукции. Под планированием в данном случае понимается поддержка документированных процедур СМК, включая возможность их задания и хранения в PDM-системе. Под управлением нормативной документацией подразумевается хранение нормативной документации в виде документов в PDM-системе (как привязанных к другим объектам, так и самостоятельно), хранение и отслеживание календарных планов, задание рабочих инструкций в виде шаблонов потоков работ, а также задание требований к продукции в виде характеристик соответствующих изделий.

2) Поддержка выполнения процессов (этап осуществления) осуществляется при помощи автоматизированного контроля выполнения потоков работ.

3) Поддержка измерения процессов и продукции (этап проверки) осуществляется при помощи хранения информации о характеристиках процессов и продукции и, в некоторых случаях, их автоматизированного контроля. В частности, измерение процессов включает отслеживание выполнения процессов (мониторинг процессов), что обеспечивается подсистемой управления потоком работ PDM-системы. Поддержка измерения продукции осуществляется через хранение и управление информацией об экземплярах изделия.

4) Поддержка анализа результатов измерения (этап проверки) является той компонентой использования PDM-системы, которая способна дать наибольшую отдачу. Это связано с огромными информационными массивами, накапливаемыми предприятием в ходе функционирования СМК, что приводит к трудностям при ее неавтоматизированной обработке. Реализация анализа в PDM-системе является особенно эффективной еще и потому, что PDM-система сочетает в себе как средства накопления данных, так и собственно инструменты их анализа, в том числе и методы статистического анализа, важность применения которых и соответствующие нормативные ссылки указаны в [1]. Важным компонентом анализа СМК является анализ со стороны руководства, который в полной мере может быть обеспечен при помощи PDM-системы.

5) Поддержка улучшений процессов (этап действия) осуществляется через использование PDM-системы для управления изменениями и управления несоответствующей продукцией. Улучшение деятельности организации в целом и ее СМК в частности происходит через проведение изменений в виде корректирующих и предупреждающих действий. Документированные процедуры для проведения корректирующих и предупреждающих действий должны быть реализованы в виде шаблонов потоков работ в PDM-системе, включая условия активизации этих шаблонов.

В ходе планирования процессов ЖЦ продукции необходимо установить «записи, необходимые для обеспечения свидетельства того, что процессы ЖЦ продукции и произведенная продукция соответствуют требованиям» [2]. С точки зрения PDM-системы, это означает, что при планировании процессов ЖЦ необходимо разработать шаблоны потоков работ, соответствующие планируемым процессам ЖЦ, а также набор характеристик продукции (в том числе, экземпляров изделий), с помощью которых планируется проверять соответствие продукции требованиям.

PDM-система должна обеспечивать идентификацию продукции на всех стадиях ее ЖЦ и ее прослеживаемость. Это может быть реализовано через имеющиеся в распоряжении PDM-системы средства управления (менеджмента) конфигурации.

В соответствии с предлагаемой методикой, процесс внедрения можно представить схемой, изображенной на рисунке.

Анализ существующих бизнес-процессов и информационного обеспечения на предприятиях авиационного ракетостроения.

Цель анализа - выявить существующее взаимодействие между бизнес-процессами и оценить их рациональность и эффективность. Стандартом выделены следующие основные процессы (группы процессов) входящие в модель СМК:

- Процессы, реализующие ответственность руководства организации, т.е. группу процессов управления организацией в целом и СМК - в частности;

- Процессы управления ресурсами предприятия;

- Процессы создания инфраструктуры организации;

- Процессы производства продукции (и/или оказания услуги), включающие все контрольные операции и операции сбора и обработки данных о продукции и процессах;

- Процессы взаимодействия с заказчиком (потребителем);

- Процессы совершенствования системы управления предприятием и, как ее составляющей - СМК.

Наиболее удобным способом описания процессов, пригодным для их анализа, является моделирование. На данном этапе с использованием CASE-технологий разрабатываются функциональные и процедурные модели, содержащие детальное описание выполняющихся процессов в их взаимосвязи.

Формирование концепции информационной интеграции и внедрения PDM-системы на предприятиях авиационного ракетостроения.

Формирование концепции включает выбор показателей оценки эффективности процессов, формирование целей внедрения CALS-технологий и стратегии их достижения. Основными показателями являются: конкурентоспособность (или качество) продукции, затраты и длительность процессов разработки и освоения производства изделия.

Реинжиниринг бизнес-процессов.

Реинжиниринг бизнес-процессов производственного предприятия должен быть направлен на внедрение таких организационных методов разработки изделия, как параллельное проектирование, единое информационное пространство, междисциплинарные группы.

Выбор и приобретение PDM-системы и технических средств.

Системы управления данными об изделии в настоящее время достаточно широко реализованы и представлены на российском рынке. Поэтому перед каждым предприятием будет стоять задача, какую систему выбрать и как ее применять для решения конкретных задач. В любом случае предприятие должно осознавать, что оно приобретает не просто компьютерную программу, но целый пакет услуг, поэтому необходимо учитывать не только качества самой PDM-системы, но и способность ее производителя (или дилера) обеспечить ее сопровождение, модернизацию и адаптацию к потребностям предприятия.

Настройка PDM-системы.

Любая PDM-система представляет собой не более, чем инструмент, который необходимо правильно применить к каждому конкретному предприятию. Предприятие, являясь уникальной организационной единицей, имеет много особенностей: организационную структуру, правила осуществления деятельности, классификаторы, используемые стандарты и т.п. Все это должно быть отражено в настройках PDM-системы.

Интеграция PDM-системы с существующими и внедряемыми системами и ее адаптация к условиям предприятия.

Для создания на предприятии единого информационного пространства необходимо интегрировать PDM-систему с уже существующими компьютерными системами.

Основные этапы внедрения PDM-системы на предприятиях авиационного ракетостроения

Разработка стандартов предприятий.

Разработка комплекса нормативной документации, регламентирующей порядок ввода и изменения информации об изделии в PDM-систему на основе международных, государственных и отраслевых стандартов необходима для организационного обеспечения внедрения и использования PDM-системы.

Наполнение PDM информацией о ранее разработанных изделиях.

Для эффективного использования накопленного предприятием производственного опыта требуются значительные затраты на перевод существующей документации о разработанных изделиях в стандартное представление и занесение ее в хранилище данных интегрированной информационной системы.

Описанная методика может быть применена и для внедрения на предприятиях авиационного ракетостроения ИО СМК, основанной на PDM-системе, однако требует уточнения некоторых этапов.

Так, моделирование и анализ бизнес-процессов проводятся еще на этапе построения СМК на предприятии. Сюда входит разработка функциональной, процедурной и иных необходимых моделей. Выбор PDM-системы следует осуществлять с учетом требований СМК. Настройка PDM-системы ведется на основе документации по СМК, например, планов качества или рабочих инструкций. Разработка ИО потребует переработки документированных процедур СМК, т.к. они должны выполняться в электронном виде в среде PDM-системы.

В качестве первого этапа построения СМК на предприятиях авиационного ракетостроения и развития их информационного обеспечения было принято решение рассмотреть производственно-хозяйственную деятельность этих предприятий.

По мнению экспертов, вся производственно-хозяйственная деятельность предприятий авиационного ракетостроения может быть разбита на пять групп, а именно: научные, производственные, вспомогательные, обслуживающие (сервисные) и экономические процессы.

Исходя из требований к ИО СМК на ведущих предприятиях авиационного ракетостроения были сформулированы следующие принципы их построения:

- Исходные документы для разработки и производства авиационных ракет, а также вся рабочая конструкторская и технологическая документация должны храниться в едином хранилище данных;

- Нормативная документация СМК также должна храниться в едином хранилище данных в виде библиотеки нормативной документации, включающей рабочие инструкции исполнителей;

- Выполнение каждого пункта рабочей инструкции исполнителем должно подтверждаться появлением в PDM-системе подписи соответствующего исполнителя («статуса»).

Изложенные принципы позволили определить требования к основным функциям ИО СМК этих предприятий:

- Обеспечение маршрутизации документов в системе в соответствии с документированными процедурами разработки и производства продукции;

- Сбор и хранение записей о выполненных процессах и характеристиках продукции;

- Обеспечение мониторинга и анализа процессов СМК.

1. Моделирование предметной области

Определенный в стандарте процессный подход наилучшим образом проецируется на формализованное описание процессов (модель процессов) с применением современных технологий, реализующих методологию структурного анализа и моделирования, основанную на стандарте IDEF0 [6,7], и методологию моделирования взаимодействия информационных потоков (workflow) или потоков работ, основанную на стандарте IDEF3. В рамках данного проекта в качестве средства моделирования процессов был использован продукт Bpwin компании PLATINUM. В комплексной (IDEF0/IDEF3) модели, разработанной для прототипа ИО СМК рассматриваемых предприятий авиационного ракетостроения, нашли свое отражение следующие процессы системы качества:

- Процессы, реализующие ответственность руководства предприятий (планирование и контроль процессов разработки и производства основной продукции предприятий);

- Процессы управления ресурсами предприятий (их распределение между непосредственными исполнителями);

- Процессы создания инфраструктуры предприятий (формирование соответствующих подразделений);

- Процессы производства основной продукции, включающие все контрольные операции и операции сбора и обработки данных о продукции и процессах (разработка, согласование и утверждение материалов курса, контроль сроков выполнения заданий, анализ анкет и результатов проведения курсов);

- Процессы взаимодействия с заказчиком (обучение, тестирование, анкетирование и аттестация слушателей).

Для формирования потоков работ (шаблонов workflow) в ИО СМК (PDM-системе) необходима информация о последовательности выполнения операций и логике развития процесса. Таким образом, модель процессов для разработки ИО СМК на основе PDM-технологии должна описывать условия реализации одного или иного варианта развития процесса. Для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3. При этом определенные блоки диаграмм IDEF0 были декомпозированы диаграммами потоков работ, разработанными в нотации IDEF3.

2. Выбор PDM-системы

От данного выбора в большой степени зависит эффективность будущего ИО, время и сложность внедрения системы и необходимый профессиональный уровень будущих пользователей системы, что очень часто является значительным внешним ограничением при выборе конкретной PDM-системы. Основным критерием отбора системы для создания ОИ СМК является наличие у системы определенных возможностей, позволяющих автоматизировать выполнение требований, предъявляемых к системе менеджмента качества. На данном этапе для разработки прототипа ведущими предприятиями авиационног ракетостроения выбор был остановлен на продукте PDM STEP Suite фирмы НИЦ CALS «Прикладная логистика», как достаточно простом для внедрения, адаптации, использования и, как следствие, наиболее подходящем для отработки основополагающих принципов системы качества.

3. Настройка PDM-системы

Для формирования ИО СМК была проведена настройка PDM-системы на основании информации, полученной на этапе обследования организации и моделирования предметной области. При создании прототипа ИО СМК на ведущих предприятиях авиационного ракетостроения была проведена настройка:

- Организационной структуры (структуры рабочих групп);

- Ролей пользователей;

- Классификатора (категорий);

- Типов документов;

- Статусов документов.

4. Разработка рабочих инструкций

Рабочие инструкции являются одним из видов документов, применяемых в СМК. Руководители и специалисты предприятий должны в своей работе руководствоваться соответствующими рабочими инструкциями, следовательно, данные инструкции являются одним из основных инструментов регламентации деятельности сотрудников организации. Разработка рабочих инструкций для ИО СМК предприятий авиационного ракетостроения проводились на основании полученной на этапе моделирования предметной области IDEF3-модели. Полученная в результате модель позволила собрать информацию о последовательности выполнения процессов, об исполнителях, об управляющих и объектных входах и выходах процессов. На основании данной информации рабочие инструкции формируются последовательным описанием всех работ каждой из диаграмм (каждого процесса) модели или всех работ всех процессов, выполняемых определенным исполнителем (для определенной роли).

Второй этап внедрения ИО СМК на предприятиях авиационного ракетостроения предусматривает следующие направления развития ИО СМК:

1. Расширение охвата СМК и, соответственно, ИО СМК означает поддержку не только производственных, но и прочих процессов рассматриваемых предприятий.

2. Углубление автоматизации выполнения рабочих инструкций подразумевает переход к автоматизированной поддержке потоков работ, включая маршрутизацию заданий и документов.

3. Расширение функций измерения и мониторинга, в том числе, поддержка обратной связи со слушателями предполагает, что на следующем этапе построения ИО СМК предприятий авиационного ракетостроения предполагается измерять и контролировать параметры учебных курсов и составляющих их модулей (например, планируемую и реальную продолжительность), параметры обслуживания слушателей, а также обратную связь со слушателями.

4. Углубление функций анализа будет расширено за счет добавления в систему новых отчетов, а также реализации функций статистического анализа. Это предполагается сделать либо путем подключения к системе PDM STEP Suite внешних приложений, поддерживающих статистический анализ, либо путем разработки собственных программных модулей с использованием прикладного программного интерфейса PSS API.

5. Добавление поддержки улучшений требует разработки соответствующих документированных процедур.

В таблице представлены рассчитанные авторами предполагаемые затраты на внедрение ИО СМК на головных предприятиях авиационного ракетостроения.

Определение совокупной стоимости владения информационной средой управления качеством на головных предприятиях авиационного ракетостроения

Выводы:

В ходе выполненной работы было разработано информационное обеспечение фрагмента системы менеджмента качества на ведущих предприятиях авиационного ракетостроения.

1. Внедрение системы управления качеством продукции позволит повысить своевременное и качественное изготовление продукции, устранить причины появления отказов и повреждений, а также повысить степень ответственности разработчиков и изготовителей за качество авиационных вооружений.

2. Использование указанной системы возможно только на основе применения CALS-технологий, которая потребует реинжиниринга основных производственных процессов данных предприятий, а также управленческих процессов, процессов обеспечения ресурсами, процессов измерения и внутренние процессы СМК.

3. В качестве ядра ИО СМК используется современная система управления данными об изделии - PDM-система. Методика построения ИО СМК использовала в качестве своей основы методику внедрения PDM-системы на промышленном предприятии. Внедрение такой системы приведет к значительному сокращению трудоемкости и сроков выполнения работ, избавит специалистов предприятия от выполнения операций по поиску необходимой информации и ее систематизации, повысит эффективность работ по обеспечению и улучшению эксплуатационно-технических характеристик производимых авиационных вооружений.

4. Опыт разработки ИО СМК на ведущих предприятиях авиационного ракетостроения показал, что, несмотря на очевидную специфику СМК предприятий авиационного ракетостроения, наработанные методики могут быть с успехом перенесены практически в любую отрасль промышленности, предприятия которой занимаются внедрением у себя СМК.

Литература

1. Калачанов В.Д., Сорокин А.Е., Турищева М.А. Организация производства наукоемкой продукции в авиастроении. - Калуга: Изд-во КГУ им. К.Э.Циолковского, 2011, 503 с.

2. ГОСТ Р ИСО 9000. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.

3. Овсянников М.В., Сумароков С.В. CALS повышает конкурентоспособность изделий. PCWeek/RE №23/2001, стр. 21.

4. Жирков А.О., Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Сумароков С.В. Что такое PDM? PCWeek/RE №38/2001, 386 с.

5. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Сумароков С.В., Жирков А.О. CALS: концепция, стратегия и технологии. Материалы для руководителей. М.:ГНОЦ CALS, 2001, 296 с.

6. Рекомендации по стандартизации, CALS-технологии. Методология функционального моделирования. Госстандарт России, Москва 2000 г.

7. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования SADT. Пер. с англ. - М-: МетаТехнология. 1993. - 240 с.

Размещено на Allbest.ru