Наукові основи проектування інтегрованих систем управління якістю продукції на базі міжнародних стандартів

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

Спеціальність 05.01.02 - стандартизація і сертифікація

УДК 006.015.5:378

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Автореферат

НАУКОВІ ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ІНТЕГРОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ПРОДУКЦІЇ (ПОСЛУГ) НА БАЗІ МІЖНАРОДНИХ СТАНДАРТІВ

Хімічева Ганна Іванівна

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано на кафедрі метрології, стандартизації і сертифікації Київського національного університету технологій та дизайну Міністерства освіти і науки України, м. Київ

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Зенкін Анатолій Семенович, Київський національний університет технологій та дизайну, завідувач кафедри метрології, стандартизації і сертифікації

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Гавриш Олег Анатолійович, Національний технічний університет України ,,Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України (м. Київ), декан факультету менеджменту та маркетингу

доктор технічних наук, професор Арпентьєв Борис Михайлович, Українська інженерно-педагогічна академія Міністерства освіти і науки України (м. Харків), завідувач кафедри технології та управління якістю в машинобудуванні

доктор технічних наук, професор Левковець Петро Романович, Національний транспортний університет Міністерства освіти і науки України (м. Київ) проректор з наукової роботи

Захист відбудеться ,,19” жовтня 2007 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.01 у Київському національному університеті технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ, вул. Немировича-Данченка, 2.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою: 01011, м. Київ, вул. Немировича-Данченка, 2.

Автореферат розіслано ,,18” вересня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, д.т.н., проф. Березненко С.М.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКАРОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний глобальний ринок вимагає безперервного поліпшення якості продукції як найважливішого фактора підвищення її конкурентоспроможності. Це особливо актуально для України, перетворення якої на розвинену європейську країну є неможливим без істотного покращення якості продукції (послуг) вітчизняних підприємств. Для вирішення цієї проблеми потрібно мати інтегровані системи управління якістю продукції (ІСУ ЯП), які адаптовано враховували б вимоги міжнародних стандартів і ефективно працювали в форматі ,,розробник-виробник-споживач”. Це повною мірою стосується як машинобудівних і переробних підприємств, що випускають наукоємну продукцію, так і організацій (установ), які надають різні види послуг, зокрема в сфері освіти.

Аналіз стану побудови процесно-орієнтованих інтегрованих систем показав, що етап створення не достатньо забезпечений формалізованими принципами і підходами спрямованого вибору конфігурації моделі, а також методиками оцінки структурних і нормативних складових системи, що стримує їх широкомасштабне застосування у виробництво. Вирішення цієї проблеми потребує проведення великого обсягу теоретичних і експериментальних досліджень, які дозволяють на сучасному науковому рівні синтезувати вимоги положень TQM і міжнародних стандартів (ISO 9001, 14001; OHSAS 18001; SA 8000 та ін.).

Сьогодні одним із проблемних питань, пов'язаних з нормативним забезпеченням результативної роботи ІСУ ЯП в умовах швидкозмінних вимог споживача є відсутність універсального нормативного документа, наприклад, стандарту, який би комплексно визначав, регламентував і оцінював порядок взаємодії елементів системи в процесі виготовлення продукції за рівнями управління. Методичні рекомендації, що сьогодні існують, мають розрізнений, а в деяких випадках суперечливий характер, і тому не можуть бути використані для побудови такого документа. У зв'язку із цим, проведення системних досліджень, пов'язаних з розробкою інформаційно-методичних принципів і підходів, що дозволяють сформулювати наукову концепцію побудови стандарту, представляє значний науковий і практичний інтерес.

Виробничий досвід доводить, що для ефективного функціонування ІСУ ЯП необхідно мати великий обсяг нормативних документів (НД), які повинні працювати в єдиному інформаційно-правовому полі й задовольняти вимоги системи „споживач-розробник”. Існуючий на даний час інструментарій, що застосовується для цих цілей є недосконалим. Тому надзвичайно важливою проблемою є розроблення формалізованої методології, що заснована на комплексному використанні інформаційної моделі, принципів уніфікації, методу структурування функції якості застосування якої дозволить зменшити обсяг і термін розроблення НД.

Критичний аналіз наукової проблеми, пов'язаний з проведенням ключових технологічних процесів машинобудівних, переробних виробництв, а також сфери послуг показав, що їх виконання регламентуються великою кількістю параметрів, які суттєво впливають на якість виготовлення продукції. Отже, виникає питання постійного їх моніторингу і розроблення організаційно-технічних заходів по підтриманню нормативних вимог процесу. Однак для реальних умов виробництв це є проблемою, оскільки потребує наявності сучасних механізмів і інструментів вимірювання, оцінювання і прогнозування поточних значень параметрів процесів і розроблення на їх основі запобіжних і корегувальних дій по забезпеченню заданого рівня якості випускаємої продукції (надаваємої послуги).

У зв'язку з вищенаведеним, розробка наукових основ створення ІСУ ЯП на базі міжнародних стандартів є важливою науково-прикладною проблемою по підвищенню якості і конкурентоспроможності вітчизняної продукції (послуг), вирішення якої має велике значення для національної економіки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалася відповідно до концепції Кабінету Міністрів України ,,Про розвиток сфери технічного регулювання та споживчої політики і стратегічного плану її реалізації на 2006-2010 рік”, Указу Президента України від 13 липня 2005 р. №1105/2005 ,,Про заходи щодо вдосконалення діяльності в сфері технічного регулювання та споживчої політики” і затвердженої програми наукової діяльності Київського національного університету технологій та дизайну в рамках науково-дослідних і господарсько-договірних робіт: ,,Розробка фундаментальних основ методології впровадження законодавства про підтвердження відповідності в системі вищої школи” (держ. реєстрація №0102U001410); ,,Дослідження нормативної бази галузевих стандартів та прирівняних до них інших нормативних документів колишнього СРСР затверджених до 1992 р. та розроблення на їх заміну галузевих нормативних документів за закріпленою номенклатурою (машинобудівне виробництво)” (держ. реєстрація 0103U003847); „Підготовка матеріалів до методичних документів з розроблення і впровадження систем управління якістю” (держ. реєстрація №0103U0022572); „Дослідження фундаментальних проблем стандартизації вищої освіти в Україні та країнах Євросоюзу і питання підтвердження відповідності” (держ. реєстрація №0104U000723); „Підготовка матеріалів до методичних документів з атестації виробництв з впровадження систем управління безпечністю харчових продуктів, які базуються на концепції НАССР” (держ. реєстрація №0105U002382).

Мета роботи полягає у вирішенні наукової проблеми підвищення якості і конкурентоспроможності продукції в умовах швидкозмінних вимог споживача, шляхом розроблення теоретичних основ створення ІСУ ЯП на базі міжнародних стандартів.

Для досягнення поставленої мети були сформульовані наукові завдання:

1. Розробити формалізовані принципи побудови ІСУ ЯП, що забезпечують ефективну роботу підприємств в умовах ринкової економіки. Для вирішення цього завдання потрібно:

- визначити наукові підходи і розробити математичне забезпечення, що дозволяє проводити кваліметричну оцінку ступеня сумісності та інтеграції нормативних складових процесно-орієнтованих стандартів;

- виявити закономірності і на їх основі створити методологію формалізованого проектування моделі конфігурації ІСУ ЯП, яка може використовуватися в різних галузях промисловості і сфері послуг;

- розробити науково-методологічні підходи до створення системи комплексного формування і оцінки вимог нормативних складових стандартів і на їх основі створити концепцію побудови універсального документа, який забезпечує результативне функціонування елементів і механізмів ІСУ ЯП.

2. Обґрунтувати і розробити наукові положення, що дозволяють в реальних умовах виробництв ефективно використовувати механізми і інструменти оцінки якості ключових технологічних процесів машинобудівних і переробних виробництв, а також сфери освіти. При цьому необхідно:

- запропонувати нові принципові підходи створення системи оцінки і прогнозування параметрів ключових технологічних процесів і розробити механізми визначення їх впливу на якість виготовлення продукції;

- створити методологію комплексного використання інформаційної моделі та модульного підходу, яка дозволяє з урахуванням вимог споживача розробляти нормативну документацію та оцінювати її науково-технічний рівень;

- запропонувати типовий інструментарій технологічної системи управління ключовими процесами (ТСОУП) та розробити запобіжні і корегувальні дії по зменшенню ризику випуску дефектної продукції.

3. Узагальнити і запропонувати для практичного використання наукову концепцію побудови структури універсального стандарту на ІСУ ЯП, що ефективно працює в умовах швидкозмінних вимог споживача. Для цього потрібно:

- розробити графоаналітичні моделі і на їх основі визначити і оцінити критичні складові (процедури і елементи) ІСУ ЯП;

– встановити взаємозв'язок нормативних складових і базових принципів та побудувати конфігурацію універсального стандарту на ІСУ ЯП;

– встановити систему технічних та економічних параметрів (факторів), що дозволяють з урахуванням збалансованих вимог споживача й виробника комплексно оцінити якість і конкурентоспроможність продукції (послуг).

Об'єктом досліджень є вдосконалення процесу побудови ІСУ ЯП на базі міжнародних стандартів.

Предмет досліджень - закономірності вибору і побудови механізмів та інструментів ІСУ ЯП на базі міжнародних стандартів.

Методи дослідження. Методологічною основою роботи є системний підхід та принципи TQM стосовно вивчення об'єкта - вдосконалення процесу створення ІСУ ЯП. Для вирішення наукової проблеми були використані фундаментальні положення основ теорії управління якістю, стандартизації, сертифікації, кваліметрії, методологія структурного аналізу, методи статистичного контролю якості продукції, регресійного, кластерного, системного аналізу та експертних оцінок.

Експериментальні дослідження з оцінки ефективності і результативності функціонування окремих елементів і процедур ключових процесів інтегрованої системи виконувались з використанням методів теорії ймовірностей, математичної статистики, експертних оцінок в реальних умовах машинобудівних і переробних підприємств, а також вищих навчальних закладів. Результати оброблялись за допомогою методів регресійного аналізу з використанням сучасного програмного забезпечення.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Розроблено наукові принципи й положення створення ІСУ ЯП для різних галузей промисловості й сфери послуг, які, на відміну від існуючих, використовують запропоновану систему структурно-логічного вибору її елементів і процедур та дозволяють комплексно вирішувати багатоаспектні питання забезпечення якості й конкурентоспроможності продукції (послуг).

2. Запропоновано методологію побудови формалізованої моделі ІСУ ЯП, яка дозволяє на нових принципах і підходах оцінити її стійкість і структурну ефективність, що визначається значеннями цільової функції і залежить від методу формування конфігурації системи.

3. Науково обґрунтовано методологію оцінки і прогнозування лімітуючих параметрів ключових технологічних процесів машинобудівних і переробних виробництв, а також сфери освітянських послуг, яка дозволяє враховувати вимоги споживача та виробника і з більшим ступенем вірогідності й інформативності оцінити й спрогнозувати якість готової продукції (послуг).

4. Теоретично обґрунтовано й експериментально підтверджено ефективність використання для створення документації на ІСУ ЯП розробленої методології, яка дозволяє формалізувати вимоги до побудови нормативних документів, чисельно оцінити їх науково-технічний рівень і сформувати раціональний (за структурою і змістом) пакет нормативної документації.

5. Запропоновано концепцію побудови універсального стандарту на систему управління якістю продукції (послуг) в промисловості і сфері послуг, яка дозволяє, на відміну від існуючої, визначити ризикові положення документу і максимально врахувати вимоги нормативних складових стандартів, що об'єднуються. Це значно зменшує масив чинних нормативних документів, що регламентують ефективне функціонування системи за умов жорсткої конкуренції і швидкозмінних вимог споживача.

Практичне значення отриманих результатів. Результати досліджень апробовано і впроваджено у вигляді керівних положень, методик, алгоритмів та нормативних документів на ряді підприємств і установ Мінпромполітики України, Держспоживстандарту України, Міністерства освіти і науки України.

Зокрема, на ДП ,,Всеукраїнський державний науково-виробничий центр стандартизації, метрології, сертифікації та захисту прав споживачів” (м. Київ) при розробці й впровадженні заходів щодо підвищення якості й конкурентоспроможності вітчизняної машинобудівної й переробної продукції апробовано і впроваджено науково-методичні положення й рекомендації, розроблені в дисертації. Було прийнято до використання: формалізовану модель побудови конфігурації ІСУ ЯП та методику оцінки її структурної стійкості і ефективності; алгоритм проектування НД і механізми оцінки його нормативно-технічного рівня; методику комплексної оцінки якості і безпеки продукції за параметрами критичних точок.

Запропоновані і розроблені в дисертації механізми оцінки якості проведення ключових процесів, рекомендації з використання інструментів проектного менеджменту, а також методологія створення нормативної документації на основі методу структурування функції якості були апробовані і використані Технічним комітетом стандартизації ,,Системи управління якістю, навколишнім середовищем і безпекою харчової продукції” (ТК 93) при розробці методичних документів по розробленню і впровадженню систем управління якістю.

На підприємстві Мінпромполітики України ДП ,,ДСЦ ,,ЕЛХІМ” (м. Київ) використовується методика формалізованого проектування нормативних документів, яка дозволяє в автоматизованому режимі цілеспрямовано обирати інформаційну модель, типові текстові формулювання та створювати оптимальний пакет документації. Впровадження цієї методики дозволило на 15…20% знизити термін розроблення і актуалізації документації в цілому.

На Харківському підприємстві ВАТ ,,Автрамат” впроваджено методику використання інформаційно-технічної підтримки ключових технологічних процесів ІСУ ЯП, яка дозволяє за лімітуючими параметрами прогнозувати і оцінювати якість виготовлення наукоємкої продукції, а також апробовано в реальних умовах машинобудівних виробництв окремі положення проекту універсального стандарту на ІСУ ЯП, які пов'язані з процедурами проведення моніторингу ключових процесів і організацією системи управління документацією.

Основні положення й результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі Київського національного університету технологій та дизайну та в ряді вищих навчальних закладів України при підготовці бакалаврів і магістрів за фахом ,,Якість, стандартизація, сертифікація” під час вивчення таких дисциплін, як ,,Інтегровані системи менеджменту якості”, ,,Сертифікація систем якості”, “Методологія нормативно-правового забезпечення якості”, ,,Теорія й практика управління якістю”, ,,Методологія побудови систем управління якістю” та ін., а також у курсових, дипломних і науково-дослідних роботах студентів.

Особистий внесок здобувача. Основні результати теоретичних і експериментальних досліджень, що виносяться на захист, отримані здобувачем самостійно і полягають в обґрунтуванні наукових напрямків, формулюванні мети роботи і вирішенні теоретичних та експериментальних завдань. Розвинуто наукові основи формалізованого створення інтегрованої системи управління якістю продукції. Авторові належать основні ідеї опублікованих праць, а також аналіз та узагальнення результатів роботи.

Апробація результатів роботи. Результати досліджень, отриманих у дисертації, доповідалися 36 міжнародних науково-технічних конференціях і семінарах, які проводились в Україні і за кордоном, а саме ,,Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини” (Мукачево, 1997, Кам'янець-Подільський, 1998, Севастопіль, 1999, Миколаїв, 2000, Дніпропетровськ, 2003, Хмельницький 2004), ,,Критические технологии, автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении” (Алушта, 1999), ,,Качество, стандартизация, контроль: теория и практика” (Ялта 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006), ,,Стабільна якість для нового століття” (Київ, 2001), „Высокие технологии: тенденции развития” (Алушта, 2002), ,,Якість та довкілля - 2003” (Київ, 2003), 22-ому міжнародному семінарі ,,Управление качеством и подтверждение соответствия” (Москва, 2003), ,,Стандартизация, сертификация, качество” (Мінськ, 2003), ІІІ-ій та ІV-ій науково-практичній конференції з управління якістю та навколишнім середовищем ,,TQM-EMS”, (Севастополь, 2003, 2004), ,,Современные проблемы подготовки производства, обработки и сборки в машиностроении и приборостроении” (Свалява, 2003, 2004, 2006, 2007), ,,Экологическая безопасность продукции и окружающей среды” (Судак 2003, 2004), ,,Проблеми управління якістю” (Київ, 2004), ,,Наукові розробки ISO на підтримку впровадження систем управління якістю” (Львів, 2004), ,,Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современный условиях”, (Славское, 2006), ,,Modulowe technologie i konstrukje w bugowie maszyn” (Жешув, Польща, 2006).

В повному обсязі наукові та експериментальні результати дисертації доповідались і отримали позитивний відгук на шостій міжнародній науково-практичній конференції ,,Якість, стандартизація, контроль: теорія і практика” та на науково-технічному семінарі ДП ,,Всеукраїнський державний науково-виробничий центр стандартизації, метрології, сертифікації та захисту прав споживачів” в 2006 році, а також на міжкафедральному науковому семінарі Київського національного університету технологій та дизайну в 2007 році.

Публікації. Основні положення дисертації відображені в 48 публікаціях, серед яких: 1 монографія, 2 навчальні посібники, 45 статей у спеціалізованих виданнях і збірниках наукових праць, що входять до переліку ВАК України, 22 тезах доповідей на міжнародних науково-технічних конференціях і семінарах.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації становить 417 сторінок, у тому числі 67 рисунків на 36 сторінках, 16 таблиць 9 на сторінках, 6 додатків на 105 сторінках і списку використаних літературних джерел, що включає 350 найменувань на 29 сторінках.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність розглянутої наукової проблеми, сформульовано мету і завдання дисертаційної роботи, визначено її наукову новизну та практичну цінність, а також показано апробацію результатів роботи.

У першому розділі проведено критичний аналіз вітчизняної й іноземної науково-технічної літератури, а також розглянуто практичний досвід вітчизняних і закордонних фахівців, провідних компаній і фірм, що працюють в галузі створення, впровадження, сертифікації систем управління, побудованих на вимогах процесно-орієнтованих стандартів. Доведено, що в умовах ринкових відносин і підготовки України до вступу у ВТО і ЄС потрібно постійно підвищувати рівень якості й конкурентоспроможності продукції, послуг, що вимагає застосування нових наукових положень і підходів, пов'язаних з використанням інтегрованих систем. Це дозволяє забезпечити та підтримувати задану якість, надійність, безпеку продукції (послуг), що гарантує виконання очікуваних вимог споживача.

Окремими науковими проблемами, пов'язаними зі створенням процесно-орієнтованих систем управління та розробкою відповідного методичного забезпечення займався цілий ряд закордонних, радянських та українських фахівців і вчених. Це: Тіто Конті, В. Шухарт, Е. Демінг, Б.В. Бойцов, Ю.П. Адлер, B.I. Версан, P.O. Фатхутдинов, М.З. Світкін, О.Д. Некифоров, Ю.І. Кофман, Р.В. Бичківський, П.Г. Столярчук, М.О. Кусакин та ін.

Аналіз досвіду розвитку підприємств країн-лідерів світової економіки показав, що сьогодні існують об'єктивні фактори, які вимагають розроблення новітніх механізмів взаємодії системи ,,розробник-виробник-споживач”. В якості такого механізму, як зазначається в цілому ряді публікацій, доцільно використовувати міжнародні стандарти і створювати на їх основі інтегровані системи менеджменту. Проте, слід зазначити, що для підприємств (установ) комплексне виконання вимог стандартів для побудови систем є досить складним завданням, що у науковому і практичному плані недостатньо забезпечено методичним інструментарієм. Отже, розроблення методології формалізованого проектування конфігурації моделі ІСУ ЯП з урахуванням специфіки виробництв є актуальною проблемою гарантованого забезпечення якості і конкурентоспроможності вітчизняної продукції (послуг).

Проведений порівняльний аналіз доводить, що найбільш розповсюджені процесно-орієнтовані стандарти мають достатньо велику кількість ідентичних елементів, процедур, нормативних вимог. Однак, до сьогодні ще не розроблено об'єктивних механізмів їх кваліметричної оцінки. Тому на особливу увагу заслуговує створення спеціальної методології якісної і кількісної оцінки нормативних складових і вибору на їх основні структурних елементів ІСУ ЯП.

Оцінка промислового потенціалу українських підприємств свідчить, що системне впровадження у виробництві ідеології TQM, процесного підходу, міжнародних стандартів ISO 9001, ISO 14001, OHSAS 18001, ДСТУ 4161 потребує постійного моніторингу та оцінки якості перебігу ключових технологічних процесів, що забезпечують життєвий цикл випуску продукції. У зв'язку з цим розробка математичних моделей, що дозволяють прогнозувати якість продукції за лімітуючими параметрами технологічних процесів, має важливе практичне значення.

Аналіз організаційно-технічної діяльності ряду машинобудівних і переробних підприємств доводить, що функціонування інтегрованих систем регламентується значним обсягом НД, яка повинна працювати в єдиному правовому полі, підпорядкуватись принципам системності, комплексності, несуперечливості. Проте на сьогодні процес формування пакету нормативної документації здійснюється зазвичай у ручному режимі, що не забезпечує розробника в повному обсязі оперативною інформацією, а також не дозволяє достатньо швидко розробляти, впроваджувати і актуалізувати НД на виробництві. Отже, розробка формалізованої системи автоматизованого проектування і оцінки науково-технічного рівня текстової частини НД дозволить формувати раціональний (за структурою і змістом) пакет документації, що забезпечить випуск високоякісної продукції.

Аналіз міжнародного і вітчизняного досвіду свідчить, що широкомасштабне впровадження ІСУ ЯП у промисловість і сферу послуг потребує розроблення універсального стандарту, який регламентував би і забезпечував би виконання узагальнених принципів, підходів, нормативних вимог, спрямованих на управління ризиками, матеріальними, фінансовими, людськими ресурсами. У зв'язку з цим теоретичне обґрунтування практичного застосування концепції побудови проекту стандарту на інтегровану систему управління якістю продукції (послуг) є актуальною та своєчасною задачею.

Для оцінки результативності й ефективності функціонування ІСУ ЯП, як доводить практика, використовуються різні методи та технології, що здебільшого пов'язані з визначенням витрат до і після впровадження організаційно-технічних заходів, які впливають на якість і безпеку випускаємої продукції. Однак, використання таких підходів обмежено із-за відсутності відповідного інструментарію. Тому створення збалансованих систем, які враховують взаємний вплив технічних та економічних показників, є важливим практичним завданням, що дозволить вирішити цю проблему.

Вищенаведене дозволило сформувати наукову гіпотезу, яка пов'язана з розробленням методології створення інтегрованої системи управління якістю продукції (послуг) на базі міжнародних стандартів і може бути сформульована наступним чином: результативна ІСУ ЯП може бути отримана за умови сумісного використання стандартів ISO - OHSAS - SA як сукупності формалізованих моделей інструментарію ТСОУП та процедур нормативних складових, які повинні бути регламентовані універсальним стандартом.

У другому розділі представлено результати теоретичних досліджень, спрямованих на розробку принципів проектування формалізованої моделі ІСУ ЯП та одержання залежностей, що дозволяють оцінити ступінь впливу її складових на ефективність функціонування. Проведені дослідження ставили за мету встановлення закономірності об'єднання нормативних складових процесно-орієнтованих стандартів, оцінку впливу зміни структури моделі на ефективність і стійкість функціонування ІСУ ЯП, а також розроблення принципів побудови механізмів оцінки якості перебігу ключових процесів та формування раціональних пакетів НД.

Для формалізації процедур проектування ІСУ ЯП використовувалася теорія множин, яка дозволила виділити найбільш суттєві особливості системи і на формалізованому рівні розглянути дві конфігурації моделі - адитивну і мультиплікативну. Оскільки ІСУ ЯП формується із великої кількості елементів і процедур, то для їх оптимального вибору в дисертації розроблено трьохрівневу ієрархічну структуру (рис. 1). Використання такого підходу дозволило на першому рівні визначати мету кваліметричної оцінки, на другому - критерії, на третьому - об'єкти. Дослідження складались із трьох етапів.

На першому етапі було виділено інноваційні характеристики (процесний підхід, системний підхід, ступінь сприйняття, ступінь потреби) і далі шляхом поетапної декомпозиції визначено вектори-пріоритети для прийняття керуючих рішень по формуванню конфігурації моделі ІСУ ЯП.

На другому етапі проводилось попарне порівняння виділених характеристик. Для цього було використано метод експертних оцінок і шкалу відносин, яка мала діапазон від 1 до 9 балів. На основі отриманих даних побудовано ряди чисельних переваг, визначено вагові коефіцієнти та значення узагальненого пріоритету.

На третьому етапі в результаті проведених досліджень встановлено, що найбільш досконалим і затребуваним є стандарт ДСТУ ISO 9001. Ступінь його потреби (Х4) дорівнює 0,347, а узагальнений пріоритет (L1) - 0,311. Ці значення (по відношенню до інших) мають значно вищий рівень. Тому в роботі цей стандарт було обрано в якості базового, який в подальшому в залежності від специфіки виробництва і вимог споживача запропоновано доповнювати нормативними складовими інших стандартів. Наприклад, для переробних виробництв - ДСТУ 4161, для машинобудівних - ДСТУ ISO 14001 та ДСТУ OHSAS 18001, а для сфери послуг - SA 8000.

Отримані результати дозволили сформувати узагальнену структуру моделі ІСУ ЯП, в основу якої було покладено принципи комплексного взаємозв'язку організаційно-технічних положень, підходів, елементів і процедур, що перебувають у певних відносинах і зв'язках між собою, функціонують як єдине ціле та забезпечують випуск конкурентоспроможної продукції.

При розробленні методології формалізованого проектування ІСУ ЯП значна увага приділялась питанням впливу зміни структури на ефективність і стійкість функціонування інтегрованої системи. В дисертації для цього використовувалась теорія об'єктно-орієнтованого модулювання. При проведенні досліджень приймалось що ІСУ ЯП це модель, що складається з елементів двох класів. До першого класу (К-елементи) було віднесено системи, побудовані за вимогами процесно-орієнтованих стандартів, а до другого (П-елементи) - ключові технологічні процеси. К-елементи можуть об'єднуватись між собою адитивним або мультиплікативним методом, утворюючи при цьому відповідні моделі ІСУ ЯП. П-елементи пов'язані між собою, мають входи і виходи та підлягають постійному моніторингу. Стан об'єктів класу П визначається комбінацією лімітуючих параметрів, за якими контролюється ключовий технологічний процес. Сукупність вихідних сигналів (моніторинг) формує стани необхідні для виконання об'єктами класу К їх цільових функцій.

Для опису переходів об'єктів з одного стану в інший було розроблено математичну модель, яка складається із кінцевої множини внутрішніх станів (А), вхідних (Х) і вихідних (Y) сигналів і має вигляд , де - однозначна функція переходів; - однозначна функція виходів. Переходи між станами об'єктів описувались за допомогою матриць переходів.

Взаємодія об'єктів спричиняє рух системи у фазовому просторі. В роботі запропоновано розмірність цього руху визначати через кількість показників ефективності інтегрованої системи (для адитивної моделі вона складає 5, а для мультиплікативної - 2).

В ході досліджень було також розглянуто комплекс питань, що дозволяють теоретично обґрунтувати отримання прибутку (Y0) від впровадження ІСУ ЯП за рахунок підвищення якості і конкурентоспроможності продукції. Враховуючи, що головний показник (Y0) є миттєвим (тактичним), і не забезпечує „виживання” системи протягом тривалого проміжку часу (стратегія) запропоновано життєдіяльність ІСУ ЯП описувати через локальні показники. Зокрема, якості продукції (), промислової безпеки (), екологічної безпеки (), контролю критичних точок безпеки продукції (). У нашому випадку, цільова функція (F) інтегрованої системи має вигляд

де ( - значення головного показника після забезпечення необхідних значень локальних показників).

Значення характеризує зниження показника (Y0), що виникає із-за протиріччя між окремими локальними цілями (). Такий підхід дозволяє оцінити структурну ефективність системи в цілому. Для систем з централізованою ціллю значно менша, ніж для систем з розподіленими цілями. Тому децентралізоване управління системою приводить до значних витрат, що спрямовані на виправлення дефектів, які є наслідком протиріччя між локальними ефективностями.

Для порівняння структурних ефективностей запропоновано значення визначати як геометричну відстань в нормованому просторі показників. Для виконання процедур порівнянь простір нормовано в одиничний гіперкуб.

Структурна ефективність значення для k показників визначалась за наступною формулою

В наведеній формулі , - визначені експертним шляхом вагові коефіцієнти, що встановлюють значущість показників ().

Структурна ефективність ІСУ ЯП в роботі визначилась, як співвідношення витрат адитивної моделі до аналогічних витрат мультиплікативної моделі, а структурна стійкість через математичне співвідношення відхилень систем від нормального стану при якому повинні задовольнятись всі показники ефективності.

Отримані результати показали, що мультиплікативна модель за показниками ,,структурна ефективність” і ,,структурна стійкість” має суттєві переваги по відношенню до адитивної. Так її стійкість перевищує у два рази, а ефективність на порядок вища, ніж адитивної моделі. Таким чином, для сучасних умов ринкової економіки доцільно ІСУ ЯП проектувати за мультиплікативною моделлю.

В дисертації для оцінки якості перебігу ключових технологічних процесів за лімітуючими параметрами було запропоновано і теоретично обґрунтовано принципи побудови формалізованих моделей. Дослідження проводились на основі системного аналізу взаємовпливаючих факторів з використанням методів непараметричної статистики.

Нехай стан технологічної системи (S1, S2,…,Sn), яка в момент часу tk характеризується умовними ймовірностями Pij того, що система за один крок перейде в будь-який стан Sj за умови, що в момент tk-1 перебувала у стані Si. Оскільки система перебуває в одному з N станів, то для кожного моменту часу tk потрібно задати N2 ймовірностей переходу Pij, які можна подати у вигляді матриці.

Перший індекс в матриці (3) визначає стан системи в попередній момент часу, а другий вказує на можливий стан системи в наступний момент.

Методика побудови перехідної матриці P(n) для процесу, наприклад, обробки складного виробу, коли поле дійсних розмірів розбито на шість зон (принцип 6 у), полягає в тому, що підраховують частоту знаходження процесу у відповідній зоні (Si), кількість переходів з i-тої зони в будь-яку іншу і складають вектор-стовбчик влучення процесу у відповідну зону. Вірогідність переходу випадкової величин значення лімітуючого параметру ключового процесу Pij визначають із співвідношення Pij= Мij/ Nі і на його основі будують стохастичну матрицю (імовірну модель ключового процесу), в якій у кожному рядку записують вірогідності всіх можливих переходів з обраного стану.

Матриця переходу за n кроків P(n) визначається як n-я ступінь матриці переходу за один крок P(n)=pn, а розрахунок ймовірностей переходу за 2,3,..., n кроків проводиться шляхом підрахунку кроків ймовірностей переходу, що встановлюються до початкового, проміжного й кінцевого моменту часу. На прикладі машинобудівних виробництв проведені дослідження, метою яких було визначення оцінки якості перебігу ключових технологічних процесів в перший момент досягнення межі припустимих значень лімітуючих параметрів.

Знаючи фундаментальну матрицю, що описує регулярну послідовність залежних іспитів (Z), одиничну (I), діагональну (D) матрицю, а також матрицю (Е), всі елементи якої дорівнюють (I) і матрицю Zdq, що отримана з матриці Z шляхом зміни всіх елементів, які знаходяться на головній діагоналі, можна отримати матрицю часу першого досягнення (М)

.

Запропоновані формалізовані моделі в подальшому були використані в роботі при створенні систем автоматизованої оцінки і прогнозування якості наукоємкої продукції.

Дисертантом для розробки принципів комплексного формування і оцінки якості НД було проведено спеціальні дослідження, які базувались на використанні запропонованої інформаційної моделі, модульного підходу, методів статистичного аналізу, уніфікації, класифікації, типізації, структурування функції якості.

Оцінка якості структурних елементів текстової частини НД проводилась шляхом визначення їх інформативного навантаження. Для цього було відібрано масив текстових формулювань і спеціально для них розроблено частотний словник.

Для визначення інформативності текстової частини НД було побудовано модель розподілу ймовірностей лексичних одиниць (ЛО) в тексті і для заданого інтервалу частотного словника (у нашому випадку інтервал має номер „і” розраховано середньоарифметичне значення частоти використання термінологічних одиниць , а саме:

Для встановлення значущості зміни розраховувалась дисперсія випадкової величини . Значи-мість зміни значень розрахову-валась на основі методики статистич-ного аналізу гіпотез (розходження між і - є випадковою вели-чиною). При великій кількості інтервалів значення величини х у сусідніх інтервалах є квазінезалеж-ними.

Отримані залежності дозво-лили запропоновувати принципи побудови формалізованої системи проектування нормативної доку-ментації і розробити алгоритм її функціонування (рис. 4). Найбільш суттєвим елементом в цьому алго-ритмі є блок вибору типових фор-мулювань, який забезпечує універ-сальність і трансформованість проце-дур на будь-якій стадії проектування НД, а також блок визначення науко-во-технічного рівня (НТР) доку-мента, який визначає ступінь конку-рентоспроможності майбутньої про-дукції.

На основі проведених теоре-тичних досліджень у розділі отри-мані аналітичні залежності, які доз-волили сформулювати принципові положення і підходи до розроблення методології формалізованого проектування конфігурації ІСУ ЯП. Для забезпечення ефективності функціонування ІСУ ЯП запропоновані прогнозні моделі оцінки якості її ключових процесів і механізми побудови раціонального пакету НД, що регламентує їх перебіг.

У третьому розділі виконано комплекс аналітичних і експериментальних досліджень, в результаті яких запропоновано нові підходи, що дозволяють на сучасному рівні розробити методологію застосування інструментарію технологічної системи організаційного управління процесами (ТСОУП) і на його основі оцінити якість перебігу ключових процесів ІСУ ЯП машинобудівних, переробних виробництв, а також освітянської сфери.

При розробленні методики застосування нормативної моделі ТСОУП використовувались принципи TQM, методи стандартизації, структуризації, організаційного управління. В основу побудови нормативної моделі було покладено встановлені закономірності взаємозв'язку між структурними складовими ІСУ ЯП, що характеризують діяльність підприємства і масивом НД, що регламентують їх виконання. Для цього весь масив документації, що забезпечує діяльність підприємства було класифіковано за п'ятьма аспектами: основоположні, загальноцільові, функціонально-технологічні, структурно-функціональні, посадові. Такий підхід дозволив розробити структурно-логічну схему нормативної моделі, встановити взаємозв'язок між групами документів та визначити рівень їх потреби

В результаті виконаних досліджень встановлено, що основними носіями документованої інформації, є функціонально-технологічні документи. Ці документи безпосередньо забезпечують виконання процедур, пов'язаних з оцінкою перебігу ключових процесів ІСУ ЯП та прогнозуванням на їх основі якості продукції, що виготовляється.

Для прогнозування якості продукції (послуг) було розроблено спеціальні методики, в основу яких покладено математичні моделі, отримані дисертантом при виконанні теоретичних досліджень. Так, зокрема, для машинобудівних виробництв перевірка адекватності математичної моделі проводилась при оцінці точності виготовлення прецезійних деталей (поршней ДВС). Для розрахунку прогнозних значень лімітуючих параметрів була сформована карта експерименту, тобто побудовані матриці переходу, математичних очікувань, дисперсії досягнення границь. Результати досліджень і отримані дані показали, що розроблена на основі математичної моделі методика дозволяє по оцінці точності виготовлення декількох виробів прогнозувати відхилення від номінальних значень розмірів партії деталей і на 16…20% зменшити поле їх розсіювання.

Перевірка методики прогнозування якості і безпеки продукції переробної галузі проводилась в реальних умовах виробництв. Дослідження базувались на використовуванні методів регресійного аналізу, експертних оцінок та комп'ютерного моделювання. Для проведення експерименту було обрано робастний план, а оцінки експертів перевірялись на узгодженість за допомогою коефіцієнта конкордації.

В ході експерименту було встановлено взаємозв'язок показника якості продукції переробної галузі (Y) від таких факторів, як якість сировини (х1), умови зберігання сировини (х2), режимно-технологічні параметри процесу (х3), умови зберігання готової продукції (х4). Залежність якості продукції від наведених факторів має вигляд

За результатами експериментальних досліджень запропоновано оцінку якості продукції переробної галузі проводити на основі прогнозних значень лімітуючих параметрів в критичних точках ключових процесів. Це дозволить у відповідності з принципами TQM і НАССР своєчасно впроваджувати корегувальні і запобіжні дії і перенести процедуру контролю якості продукції в галузь управління виробничим процесом, що повністю відповідає вимогам ІСУ ЯП.

Для оцінки якості ключових процесів ВНЗ в дисертації було проведено спеціальні дослідження і розроблено універсальну і спеціальну систему показників. З урахуванням специфіки функціонування ВНЗ запропоновано описувати його діяльність у вигляді сукупності 10-ти ключових процесів, що пов'язані між собою. Це: відповідальність керівництва; управління ресурсами; процес життєвого циклу; вимір, аналіз, поліпшення. Процес життєвого циклу, в свою чергу, складається з 7-х процесів. Ці сім процесів визначають сутність діяльності ВНЗ, зокрема, набір студентів, проектування їх навчального процесу, навчання, наукову діяльність, працевлаштування, післядипломне навчання, виховання.

В роботі розроблено методику, що дозволяє описувати кожен із процесів через систему показників. Оцінювання здійснюється експертним методом на основі базових оцінок та вагових коефіцієнтів. Запропоновано два підходи до вибору системи показників. Перший - полягає у встановленні системи загальних (універсальних) показників, які розбито на три групи: зрілість процесу, забезпеченість його ресурсами, часові характеристики процесу. Він не залежить від сфери діяльності підприємства (організації) і використовується, зазвичай, на першому етапі впровадження ІСУ ЯП. Другий підхід складається з опису процесу через систему спеціальних одиничних показників, які характеризують специфіку діяльності, розробляється для однорідної групи виробництв і використовується в процесі поліпшення ІСУ ЯП. Наприклад, для ВНЗ запропоновано використовувати 34 показника. Це: рівень виконання рішень, виділення ресурсів, компетентність персоналу, відповідність інфраструктури й робітничого середовища ВНЗ, задоволеність студентів, науково-дослідна робота ВНЗ, відновлення навчальних програм, працевлаштування, задоволеність роботодавців та ін.

По розробленій методиці було розраховано інтегрований показник якості процесів ВНЗ (Qn), як суму добутків показників якості кожного з чотирьох процесів (Qi) помножену на ваговий коефіцієнт (Рі)

Ваговий коефіцієнт визначався експертним методом за бальною шкалою від 0 до 1. За результатами досліджень найбільший ваговий коефіцієнт отримав процес “життєвий цикл” (Q3). Його ваговий коефіцієнт (Р3) дорівнює 0,5. Всередині цього процесу найбільш вагомим визнано “навчальний процес” (Q33), ваговий коефіцієнт якого (P33) склав 0,25.

Для підвищення точності і достовірності визначення інтегрованого показника в ході досліджень було використано знаково-числову систему оцінювання одиничних показників і теорію можливостей.

Розроблені методики показали достатньо високу надійність при проведенні експериментальних досліджень і апробації їх безпосередньо на виробництві. інтегрований якість продукція стандарт

У четвертому розділі наведено результати досліджень, що включали визначення конфігурації основних положень універсального стандарту, оцінку взаємозв'язку та ступеню сумісності нормативних складових процесно-орієнтованих стандартів і принципів TQM і НАССР, а також оцінку науково-технічного рівня НД для наукоємкої продукції.

Методика розробки універсального стандарту базувалась на використанні отриманих дисертантом теоретичних положень і передбачала дослідження структурних складових ІСУ ЯП. При розробці положень універсального стандарту виходили з того, що він повинен раціонально враховувати всі нормативні складові, що забезпечують поставлені цілі. Для цього було розглянуто п'ять серій процесно-орієнтованих стандартів (ДСТУ ISO 9001, ДСТУ ISO 14001, ДСТУ OHSAS 18001, SA 8000, ДСТУ 4161) і проаналізовано більш ніж 260 їх нормативних складових (технічних вимог).

На першому етапі досліджень було визначено всі суттєві вимоги нормативних складових, що об'єднуються і по отриманій залежності сформовано конфігурацію текстової частини універсального стандарту

,

де - j-те положення універсального стандарту ; - j-те положення i-го стандарту ; k - кількість стандартів, які об'єднуються; п - кількість положень у стандартах.

На другому етапі в процесі досліджень виявлено десять критичних положень стандарту, які є потенційними носіями ризику. Значущість положень визначалась методом вагових коефіцієнтів за бальною шкалою від 1 до 5. Такий підхід дозволив проранжувати розглянуті положення за критерієм ризику та встановити їх чисельні значення (табл. 2). Найбільш ризиковими визнані такі положення як “управління засобами моніторингу і вимірювальної техніки” і “управління документацією”, які отримали відповідно 5 і 4 бали. Для зниження ступеню ризику від їх застосування на основі отриманих в дисертації результатів теоретичних досліджень розроблено спеціальні процедури і доповнено ними текстову частину стандарту.

Оцінка нормативних складових універсального стандарту за критерієм ризику

Для оцінки повноти сформованих вимог стандарту запропоновано використовувати метод колових діаграм, який дозволяє визначити найбільш вагомі його положення. При побудові діаграм по довжині кола відкладали номери пунктів нормативних складових стандарту, а по радіусу - їх бальну оцінку. У нашому випадку найбільш вагомим є п. 4.2 ,,вимоги до документації” та п. 8.2.3 ,,моніторинг і вимірювання процесів” (рис. 8). Запропонована методика була перевірена при побудові універсального стандарту для переробних виробництв. Для цього було розглянуто стандарти на систему управління якістю, систему охорони навколишнього середовища, систему безпеки продукції. Експертним методом (за бальною шкалою, що мала діапазон від 0 до 1) визначено ступінь їх відповідності принципам TQM і НАССР, а також чисельно оцінено рівень сумісності нормативних складових. Найбільшу оцінку (чисельне значення) за критерієм ,,сумісність” отримали такі положення цих стандартів, як ,,управ-ління засобами моніторингу і вимі-рювальної техніки” та ,,управління документацією” (відповідно 0,7 і 0,9балів).

В роботі оцінка науково-технічного рівня НД на наукоємку продукцію проводились за двома критеріями: рівнем підвищення зна-чень комплексного показника техніч-ного рівня продукції (в рамках заданої групи однорідної продукції) і рівнем підвищення значення кое-фіцієнта міжвидової уніфікації (при включенні продукції, що розроб-ляється до складу заданої групи).

Суть проведених досліджень по запропонованій методиці поляга-ла в наступному. Припустимо, що значення базових параметрів всієї продукції N-ой групи на відрізку часу, що передує періоду розробки, експертизи і затвердженню НД на (D+1)-у продукцію цієї ж групи продукції визначено відповідними нормативними документами. Позна-чимо значення комплексного показ-ника технічного рівня -ої продукції цієї групи через де - поточний момент часу, що відповідає впровадженню в дію нормативної документації на (D+1)-у продукцію.

Визначимо як сукупність max значень . Тоді комплексний показник технічного рівня (D+1)-ої продукції, для якої розробляється нормативна документація, визначається зі співвідношення

де - значення i-го базового параметра, яке обчислено з урахуванням значень параметрів аналогів на t-м періоді.

Оптимальні значення складових, що входять у наведене співвідношення визначаються методом лінійного програмування.

На основі отриманих результатів можна зробити висновок, що, якщо умова виконується, то НТР нормативної документації на (D+1)-у продукцію буде завжди вище рівня НД на саму якісну продукцію, що розроблена в попередні проміжки часу.

Таким чином, в результаті проведених експериментальних досліджень підтверджено дієздатність висунутих теоретичних положень щодо побудови конфігурації універсального стандарту на ІСУ ЯП, а також визначення науково-технічного рівня НД.

У п'ятому розділі представлено комплекс заходів, який включає методики, рекомендації, алгоритми, структурні схеми, розрахункові залежності, що дозволяють оперативно проектувати та впроваджувати інтегровані системи в різні галузі промисловості і сферу послуг.

Для створення раціонального (за обсягом і змістом) пакету документації розроблено і запропоновано методику, яка дозволяє з урахуванням специфіки виробництва і вимог споживача (користувача НД) проранжувати загальні вимоги до НД, визначити пріоритетність і взаємозв'язок та трансформувати у детальний перелік документів для конкретного підприємства (організації). Проектування НД здійснюється шляхом вибору із бази даних інформаційної моделі і доповнення її попередньо створеними текстовими формулюваннями. Застосування наведеної методики дозволяє на 15...20 % зменшити терміни розроблення і актуалізації нормативної документації.

Для реалізації прийняття рішень по оцінки якості НТР НД рекомендовано алгоритм, що базується на розроблених принципах формалізованого вибору процедур оцінювання за критеріальними показниками.

Для розробника НД в цьому алгоритмі найбільш суттєвим є те, що він дозволяє в комплексі вирішити задачі інформаційного забезпечення і оціночної діяльності. Перший комплекс завдань забезпечує розробника фактографічною інформацією про аналоги, а другий - дозволяє, обґрунтовано обирати номенклатуру і значення показників, а також визначати рівень вимог до нормативної документації. Методика застосування ІСУ ЯП в промисловість і сферу послуг базувались на ідеології управління проектами. Для використання методики розроблено типові схеми і алгоритми організації робіт, які апробовано в реальних умовах виробництв.

Для оцінки результативності функціонування ІСУ ЯП розроблено методику збалансованої системи показників, що дозволяє одночасно врахувати фінансові і технічні показники, зводити їх в лічильні картки та отримувати інформацію по конкретному організаційно-технічному заходу.

Таким чином, результати апробації методології формалізованого проектування ІСУ ЯП, прогнозних моделей для оцінки якості технологічних процесів, методик проектування текстової частини НД і оцінки її нормативно-технічного рівня довели свою дієздатність і ефективність використання для машинобудівних, переробних виробництв і сфери освіти.