Розробка та впровадження комплексу нормативної документації з організації метрологічного забезпечення залізничного транспорту України

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

УДК 656.2:658.56:658.516

Розробка та впровадження комплексу нормативної документації з організації метрологічного забезпечення залізничного транспорту України

05.01.02 - стандартизація та сертифікація

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Ларюшкін Володимир Леонідович

Київ 2005

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Українській державній академії залізничного транспорту Міністерства транспорту та зв'язку України, м. Харків

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Соколов Віктор Михайлович, Орган з сертифікації автоматизованих та автоматичних систем управління та умов процесу перевезень на залізничному транспорті, директор

Офіційні опоненти: Мямлін Сергій Віталійович, доктор технічних наук, професор, проректор з наукової роботи Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В.Лазаряна, Міністерства транспорту та зв'язку України, м. Дніпропетровськ

Янгулов Микола Петрович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, начальник відділу ДП “Дніпропетровський орган з сертифікації залізничного транспорту”, Міністерства транспорту та зв'язку України, м. Дніпропетровськ

Провідна установа:

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, кафедра вимірювально-інформаційної техніки, Міністерства освіти і науки України, м. Харків

Захист відбудеться “ 20 ” січня 2006 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.01 при Київському національному університеті технологій та дизайну за адресою: 01011, Київ, вул. Немировича-Данченка, 2, корпус №1, 3-й поверх, конференц-зал.

З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну за адресою: 01011, Київ, вул. Немировича-Данченка, 2, ауд. №1-0428.

Автореферат розіслано “ ” грудня 2005 р.

АНОТАЦІЯ

Ларюшкін Володимир Леонідович. „Розробка та впровадження комплексу нормативної документації з організації метрологічного забезпечення залізничного транспорту України” - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.01.02 - стандартизація та сертифікація _ Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2005.

Дисертація присвячена розробці основ та практичних рекомендацій по створенню та впровадженню нормативної документації, яка регламентує структурні перетворення метрологічної служби та організацію метрологічного забезпечення на залізничному транспорті.

У роботі подальший розвиток отримали математичні моделі відображення елементів організаційних структур у вигляді системи масового обслуговування, з урахуванням індивідуальних особливостей елементів організаційних структур та різні види інформаційних потоків, з метою оптимізації якості метрологічного забезпечення залізничного транспорту.

Отримано можливість проводити аналіз ефективності організаційних структур управління метрологічною службою будь-якої кінцевої розмірності удосконаленим методом аналізу, який враховує ймовірносно-часові характеристики взаємного впливу елементів структури при діяльності багатомірних потоків, що дало змогу обґрунтувати доцільність використання методу динамічного планування метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту України.

Запропоновано проведення змін у структурі всіх рівнів метрологічної служби залізничного транспорту України.

Результати досліджень, проведених у процесі виконання дисертаційної роботи, знайшли відображення у комплексі нормативних документів, що регламентують структуру та діяльність метрологічної служби, які введено в дію наказом Укрзалізниці від 30.12.2004 №1044-ЦЗ “Про затвердження та надання чинності нормативним документам з метрології”.

Ключові слова: Метрологія, метрологічне забезпечення на залізничному транспорті, системи управління якістю, математична модель організаційної структури управління, система масового обслуговування, складні технічні системи залізничного транспорту.

АННОТАЦИЯ

Ларюшкин В.Л. Разработка и внедрение комплекса нормативной документации по организации метрологического обеспечения железнодорожного транспорта. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.01.02 - стандартизация и сертификация - Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2005.

Диссертация посвящена разработке основ и практических рекомендаций по созданию и внедрению нормативной документации, которая регламентирует структурные преобразования метрологической службы и организацию метрологического обеспечения на железнодорожном транспорте.

Проведенный анализ, с использованием методик многофакторного регрессивного анализа и анализа экспертных оценок, позволил установить, что базовые факторы, определяющие эффективность управления метрологическим обеспечением сложных технических систем железнодорожного транспорта, методы моделирования и проектирования организационных структур управления, с помощью которых проводится оптимизация структуры и связей в организационной структуре управления предприятием, не могут быть применены в области железнодорожного транспорта и требуют дальнейшего усовершенствования. Кроме этого, используя данные методики, дополнительно установлено, что методы анализа деятельности предприятия, моделирования и проектирования системы управления и организации метрологического обеспечения сложных технических систем железнодорожного транспорта, а также методы формализованного представления организационных структур управления в нормативных документах, требуют дальнейшего усовершенствования. При анализе задач управления, которые имеют место в действующей организационной структуре управления метрологическим обеспечением сложных технических систем железнодорожного транспорта, установлено отсутствие методологии управления, которая предлагается международными стандартами ИSO серии 9000 и принципами ТQМ.

В работе, с целью оптимизации качества метрологического обеспечения сложных технических систем железнодорожного транспорта, получили дальнейшее развитие математические модели отображения элементов организационных структур в виде системы массового обслуживания с учетом индивидуальных особенностей элементов организационных структур и разновидности информационных потоков.

Полученная модель позволяет проводить усовершенствованным методом анализ эффективности организационных структур управления метрологической службой, любой размерности. При этом учитываются вероятностно-временные характеристики взаимного влияния элементов структуры при деятельности многомерных потоков, а также воздействии внешних и внутренних факторов. Обоснована необходимость использовать метод динамического планирования метрологического обеспечения сложных технических систем железнодорожного транспорта, при котором устанавливаются оптимальные способы достижения эффективности, не реализованные средствами оперативного планирования.

В работе предложено специальную систему показателей, которые характеризуют эффективность метрологического обеспечения. В качестве одного из главных показателей деятельности метрологической службы, автор рассматривает удельные затраты, а именно затраты на метрологическое обеспечение по отношению к общим производственным затратам.

Экспериментально проверена достоверность разработанных теоретических подходов к разработке и внедрению комплекса нормативной документации по организации метрологического обеспечения отрасли. Проанализирована динамика изменений интегральной характеристики метрологического обеспечения отрасли - удельных затрат на метрологическое обеспечение к общему объему выполненных работ (перевозок). Доказана общая эффективность внедрения предложенных автором изменений в нормативные документы отрасли.

Предложено осуществить изменения в структуре всех уровней управления метрологической службы железнодорожного транспорта Украины.

Результаты исследований, проведенных в процессе выполнения диссертационной работы, нашли отображение в комплексе нормативных документов, которые регламентируют структуру и деятельность метрологической службы и были введены в действие приказом Укрзализныци от 30.12.2004 года № 1044 “Об утверждении и введении в действие нормативных документов по метрологии”.

Ключевые слова: Метрология, метрологическое обеспечение на железнодорожном транспорте, системы управления качеством, математическая модель организационной структуры управления, система массового обслуживания, сложные технические системы железнодорожного транспорта.

THE SUMMARY

Laryushkin Vladimir Leonidovich. „Development and introductions normative documentation complex and the organization of metrological maintenance of the railway transport of Ukraine " - the Manuscript.

The dissertation on reception of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. behind a speciality 05.01.02 - standardization and certification - Kiev national university of Technologies and Design, Kiev, 2005.

The dissertation is devoted to development of bases and practical recommendations on creation and introduction of the normative documentation which regulates structural transformations of metrological service and the organization of metrological maintenance on the railway transport.

In the work the further development mathematical models of display of elements of organizational structures as system of mass service, in view of specific features of elements of organizational structures and have received different kinds of Information streams, with the purpose of optimization of quality of metrological maintenance of the railway transport.

Has received the opportunity to carry out the analysis of efficiency of organizational structures management of metrological service of any final dimension of the advanced method of the analysis which takes into account probability-time characteristics of mutual influence of elements of structure at activity of multivariate streams that has enabled to prove expediency of use of a method of dynamic planning of metrological maintenance of collapsible technical systems of the railway transport of Ukraine.

It was proposed to make changes in structure of all levels of metrological service of the railway transport of Ukraine.

Research results of dissertational work, have found display in a number of normative documents which regulate structure and activity of metrological service which are commissioned by the order of Ukrzaliznytsia from 30.12.2004 №1044-ЦЗ " The statement and granting of action to normative documents from metrology ".

Key words: Metrology, metrological maintenance on the railway transport, control systems of quality, mathematical model of organizational structure management, system of mass service, collapsible technical systems of the railway transport.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У останні десять років Укрзалізницею розроблено низку перспективних науково-технічних програм, які були схвалені Урядом України та спрямовані на впровадження нових технологій ремонту та обслуговування транспортних засобів, підвищення ефективності роботи та забезпечення конкурентоспроможності залізничного транспорту з урахуванням вимог Регламентів та Директив ЄС, принципів Total Quality Management (TQM), міжнародних стандартів ISO серії 9000 та ISO серії 14000. Як визначено, виконання цих науково-технічних програм передбачає впровадження систем управління якістю в різних господарствах залізничного транспорту України (ЗТ) та удосконалення метрологічного забезпечення всіх технологічних процесів, що підвищують рівень безпеки експлуатації рухомого складу та інфраструктури залізничного транспорту, поліпшують якість послуг з перевезення пасажирів та вантажів.

Виконуючи заходи науково-технічної програми „Транспорт”, у 1998-2000 роках було введено в дію нормативні документи, які започаткували організаційну структуру управління (ОСУ), права та обов'язки метрологічної служби (МС) ЗТ, що дало змогу управляти процесом метрологічного забезпечення (МЗ). Аналіз показав, що з метою поліпшення управління процесом метрологічного забезпечення на ЗТ, поетапно проведено ряд організаційно-технічних заходів, що передбачали перегляд процесу планування робіт із МЗ, здійснення інвентаризації нормативної бази ЗТ, забезпечення координації діяльності МС залізниць шляхом реструктуризації існуючої ОСУ МС та організації роботи з переробки, розробки та впровадження нових нормативних документів з врахуванням вимог чинного законодавства, міжнародних стандартів, новітніх теоретичних розробок та практичних досягнень в області стандартизації, сертифікації та метрології, з орієнтацією на систему управління якістю (СУЯ). Однак слід зазначити, що чинні нормативні документи, які регламентують МЗ, не дозволяють оптимізувати та стандартизувати процес управління і проектування МЗ, як складних технічних систем залізничного транспорту (СТС ЗТ) в цілому, так і їх складових частин. Крім цього, аналіз НД встановив відсутність математичних основ та методологічних рекомендацій стосовно побудови методів планування метрологічного забезпечення СТС ЗТ і методик оптимізації та стандартизації управління МЗ СТС ЗТ.

Таким чином, вирішення питань з розробки та впровадження комплексу нормативної документації з організації МЗ СТС ЗТ э актуальною науковою та практичною проблемою, вирішення якої дозволить забезпечити виконання вимог нормативно-правових актів Кабінету Міністрів України, наказів Мінтрансу України та Укрзалізниці, Регламентів і Директив ЄС, технічних нормативів Міжнародних залізничних організацій і має наукове значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась з врахуванням вимог розпорядження Кабінету Міністрів України від 26.09.2001р. № 462-р “Про затвердження плану першочергових заходів щодо впровадження систем управління якістю на підприємствах на 2001-2002 роки“ та від 17.08.2002р. № 447-р “Про затвердження концепції державної політики у сфері управління якістю продукції (товарів, робіт, послуг)“, а також наказів Міністерства транспорту України від 12.03.2003р. № 555 “Про затвердження галузевої програми впровадження систем управління якістю” та Укрзалізниці від 17.04.2003р. № 44 “Про затвердження галузевої програми впровадження систем управління якістю на залізничному транспорті”. Робота відповідає науковим напрямкам Української державної академії залізничного транспорту по кафедрі “Матеріали та технології виготовлення виробів транспортного призначення” у складі науково-дослідної теми: “Теоретичне, математичне та алгоритмічне забезпечення формоутворення двопараметричних зубчастих зачеплень з урахуванням міжнародних стандартів ISO серії 9000” (держ. реєстр. № 0102U006251).

Мета і задачі дослідження. Метою цієї дисертаційної роботи є підвищення ефективності метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту, шляхом розробки та впровадження комплексу нормативних документів з організації метрологічного забезпечення.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені та вирішені наступні задачі:

1. Встановлено основні групи структуроутворюючих елементів та їх параметри, а також особливості зовнішніх і внутрішніх факторів, що впливають на ефективність метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту, проведено їх нормалізацію і стандартизацію, та виконано процес формування організаційної структури управління метрологічним забезпеченням з запровадженням системи управління якістю метрологічного забезпечення.

2. Визначено методи формалізованого представлення складних технічних систем у нормативних документах, встановлено об'єкти дослідження та взаємозв'язки між ними, а також запропоновано методи моделювання і проектування системи організаційних структур управління метрологічним забезпеченням СТС ЗТ.

3. Запропоновано математичні моделі та методики модулювання процесу метрологічного забезпечення СТС ЗТ, які дозволяють враховувати особливості впливу зовнішніх і внутрішніх факторів в процесі проектування організаційних структур управління МЗ СТС ЗТ різних топологій та ефективність управління МЗ СТС ЗТ.

4. Експериментально досліджено запропоновані математичні моделі і методики та вивчено особливості метрологічного забе6зпечення СТС ЗТ, з метою подальшого використання отриманих результатів для побудови нормативних документів, що регламентують проектування МЗ СТС ЗТ із запровадженням системи управління якістю.

5. Проведено нормалізацію і стандартизацію процесу проектування МЗ СТС ЗТ, результати якого було покладено в основу „Концепції побудови системи менеджменту якості метрологічного забезпечення на залізничному транспорті України”.

6. Розроблено та впроваджено комплекс нормативних документів з організації метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту, для практичного застосування, що регламентує, відповідно до принципів TQM та вимог міжнародних стандартів ISO серії 9000, процес поліпшення діяльності МЗ СТС ЗТ.

Об'єктом дослідження є процес управління метрологічним забезпеченням складних технічних систем залізничного транспорту.

Предметом дослідження є комплекс нормативних документів з організації метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач використовувалися методологія системно-цільового підходу, фундаментальні положення тензорної методології, теорії масового обслуговування, теорії ймовірності і математичної статистики, теоретичної стандартизації, метрології, принципів ТQМ і систем управляння якістю та методи математичного програмування і моделювання з використанням ПЕОМ, а також положення діючої методології стандартизації нормативних документів.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що:

? вперше для організації метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту України обґрунтовано доцільність застосування методу динамічного планування, що дозволило підвищити ефективність МЗ СТС ЗТ;

? для визначення ймовірносно-часових характеристик взаємного впливу елементів структури у процесі діяльності багатомірних інформаційних потоків в ОСУ МЗ СТС ЗТ використано удосконалений метод аналізу ефективності організаційної структури управління МЗ СТС ЗТ;

? з метою визначення індивідуальних властивостей елементів організаційних структур управління МЗ СТС ЗТ, одержала подальший розвиток математична модель аналізу елементів організаційних структур управління із використанням системи масового обслуговування;

? для побудови комплексу нормативних документів з організації МЗ СТС ЗТ отримав подальший розвиток метод аналізу організаційних структур управління, що дозволило провести дослідження ОСУ будь-якої складності;

? для підвищення якості МЗ СТС ЗТ за рахунок оптимізації ОСУ, а саме - зменшення кількості зв'язків і рівнів управління, а також врахування індивідуальних особливостей елементів організаційних структур та різних видів інформаційних потоків, використано математичну модель, яка відображає найпростіші елементи організаційних структур управління у вигляді системи масового обслуговування.

Практичне значення одержаних результатів полягає у такому:

? доведено можливість проведення аналізу організаційних структур управління метрологічною службою будь-якої кінцевої розмірності та складності, удосконаленим методом контурних мереж;

? запропоновано, для динамічного планування МЗ СТС залізничного транспорту, в різних господарствах ЗТ, використовувати удосконалений метод планування метрологічного забезпечення за допомогою розробленого алгоритму динамічного планування;

? запропоновані для практичного використання, у метрологічних службах залізничного транспорту, ймовірносно-часові характеристики, що визначають взаємний вплив елементів організаційних структур управління у процесі діяльності багатомірних потоків, дали змогу зменшити час затримки обслуговування засобів вимірювальної техніки (ЗВТ) та СТС ЗТ;

? розроблено та впроваджено методичні рекомендації щодо проектування ОСУ метрологічної служби на основі нормалізації і стандартизації процесу проектування ОСУ підрозділами метрологічної служби залізничного транспорту з застосуванням системної методології.

Результати досліджень, які були проведені під час виконання дисертаційної роботи покладено в основу комплексу нормативних документів, який погоджено, затверджено та введено в дію наказом Укрзалізниці і нараховує 12 документів.

Особистий внесок здобувача полягає в постановці і вирішенні теоретичних та експериментальних задач, пов'язаних з розробкою методичних і нормативних засад, які були впроваджені у „Концепцію побудови системи менеджменту якості метрологічного забезпечення на залізничному транспорті України” та проект галузевого стандарту „Настанови щодо проектування організаційної структури управління метрологічної служби Укрзалізниці на базі міжнародних стандартів ISO серії 9000”.

У публікаціях (згідно зі списком наукових робіт, поданого у кінці автореферату), що написані одноосібно та у співавторстві, здобувачу належать: [3] - положення, що визначають типові вимоги, яким має відповідати організаційна структура управління метрологічним забезпеченням СТС ЗТ; [4] - пропозиції, в яких визначені шляхи удосконалення методу аналізу ефективності організаційної структури управління МЗ СТС ЗТ, що враховують ймовірносно-часові характеристики взаємного впливу елементів структури у процесі діяльності багатомірних інформаційних потоків; [5] - рекомендації щодо створення організаційного блоку управління якістю у структурі управління МЗ СТС ЗТ.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися на цілому ряді науково-практичних конференцій, зокрема “Якість, стандартизація контроль: теорія та практика” (2002 - 2005роки), а також на науково-технічних конференціях та семінарах Харківської державної академії залізничного транспорту (2002 - 2005 роки).

Публікації. Основні результати досліджень опубліковано у 7 наукових статтях, у тому числі 4 статті у фахових виданнях, перелік яких затверджено ВАК України за технічними спеціальностями, а також у тезах доповідей на 3 науково-практичних конференціях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Повний обсяг роботи складає 161 сторінку, у тому числі 141 сторінка машинописного тексту, 33 рисунки на 5 аркушах, 9 таблиць на 7 аркушах.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено об'єкт та предмет дослідження, сформульовано його мету, задачі, новизну та практичне значення отриманих результатів та наведені основні наукові результати, що виносяться на захист, визначено особистий внесок здобувача, подано відомості про апробацію результатів дослідження та вказано кількість публікацій.

У першому розділі автором проведено аналіз нормативного забезпечення та систем управління метрологічним забезпеченням в господарствах залізничного транспорту. Особлива увага звертається на праці О.Л. Петрашевського, Е.Д. Тартаковського, Д.В. Гавзова, Л.А. Тимофеєвої, В.Г. Сапожникова, В.М. Соколова, С.В. Мямліна, В.Г. Сиченка, М.П. Янгулова, В.Ф. Кустова.

З метою проведення поглибленого аналізу загальних підходів до створення комплексу нормативних документів з організації МЗ СТС ЗТ та на основі методології системно-цільового підходу, розглянуто праці Ф.У. Тейлора, В. Парето, Г. Емерсона, Г. Форда, А. Файольля, Г. Кунца, А.Р. Лейбкінда, та інших вчених. Аналіз наукових методик, шкіл та загальних підходів, що були запроваджені у різних галузях промисловості та відображені у роботах багатьох авторів, доводить наявність різноманітності існуючих критеріїв аналізу систем управління, як в господарському комплексі України в цілому, так і на залізничному транспорті - однієї з найважливіших галузей. Додатково встановлено, що ознака, яка поєднує критерії аналізу систем управління на базі міжнародних стандартів ISO серії 9000, є сукупність задач управління, що визначають функціонування ОСУ підприємством.

Проведений аналіз з застосуванням багатофакторного регресивного аналізу, аналізу експертних оцінок, дозволив встановити, що базові фактори, які визначають ефектність управління метрологічним забезпеченням СТС ЗТ, методи моделювання і проектування організаційних структур управління, за допомогою яких оптимізується структура та зв'язки в ОСУ підприємством, потребують подальшого удосконалення. Крім цього, використовуючи зазначену методику, додатково встановлено, що методи аналізу діяльності підприємств, моделювання і проектування системи управління, для організації метрологічного забезпечення СТС ЗТ, а також методи формалізованого представлення ОСУ у нормативних документах, потребують подальшого удосконалення. При аналізі задач управління, які мають місце між рівнями і підрозділами у діючій ОСУ МЗ СТС ЗТ, встановлено відсутність методології управління, що пропонується міжнародними стандартами ISO серії 9000 та принципами ТQМ.

Досліджено особливості функціонування підприємств залізничного транспорту, на підставі чого визначено, що одним з основних факторів, який стримує ефективність МЗ СТС ЗТ, є відсутність комплексу нормативних документах з організації метрологічного забезпечення СТС ЗТ, з застосуванням методології управління за принципами ТQМ та у відповідності до вимог міжнародних стандартів ISO серії 9000.

Розглянуто основні типи побудови ОСУ, які були сформовані дотепер, проаналізовано підходи, що застосовуються при формалізації опису ОСУ, а також доведено, що для використання тензорної методології, яка є найбільш доцільною для аналізу ОСУ МЗ СТС ЗТ, необхідно здійснити подальше удосконалення цього методу аналізу.

Проведений аналіз науково-технічної літератури та існуючої нормативної документації з МЗ дозволив сформулювати і обґрунтувати мету і задачі досліджень, вирішення яких зробить можливим підвищити ефективність використання складових метрологічного забезпечення СТС ЗТ, яку здобувач пропонує досягнути шляхом впровадження комплексу нормативних документів з організації метрологічного забезпечення на залізничному транспорті.

У другому розділі для оцінки ефективності метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту на основі принципів TQM і міжнародних стандартів ISO серії 9000, було запропоновано нові підходи до проектування та побудови їх організаційних структур управління. Суть цих підходів полягає у врахуванні впливу внутрішніх і зовнішніх факторів на дві базові складові метрологічного забезпечення СТС ЗТ - персонал та засоби вимірювальної техніки (ЗВТ), які взаємно пов'язані і знаходяться в залежності від управляючих впливів з боку організаційних структур управління.

За підсумками аналізу структур управління МС ЗТ запропоновано ОСУ МЗ СТС ЗТ представити у вигляді просторової структури, що складається з найпростіших елементів (рис. 1), які забезпечують працездатність системи управління метрологічним забезпеченням СТС ЗТ.

У представленому елементі просторової структури введено наступне позначення потоків інформації (рис. 1а ):

j - розпорядницька інформація, що отримується виконавцем j від керівника;

j - звітна інформація, що надається виконавцем j керівнику;

аij - обсяг документації, переданої виконавцем i виконавцю j ;

аjk - обсяг документації, переданої виконавцем j виконавцю k після обробки.

Для вирішення задач, пов'язаних з розробкою математичної моделі та методики, які дозволили враховувати властивості впливу зовнішніх і внутрішніх факторів, при проектуванні організаційних структур управління МЗ СТС ЗТ різних топологій, автором вибрано модель ОСУ на основі мереж масового обслуговування, що враховує індивідуальні особливості елементів ОСУ та їх взаємозв'язок. За основу дослідження обрано ймовірносно - часові характеристики в мережі системи масового обслуговування, які являють собою інформаційний потік, а саме - середній час затримки проходження документів, приладів та заявок на перевірку виробів. Таким чином, схема запропонованої математичної моделі найпростішого елемента ОСУ, що наведена на рис. 1б, являє собою одноканальну систему масового обслуговування (СМО) з пуассонівським вхідним інформаційним потоком і експонентним часом обслуговування складових потоку за умов обмеженого розміру буфера. При цьому елемент ОСУ має вхідний потік з інтенсивністю обслуговування л, чергу М-місць та вихідний потік з інтенсивністю обслуговування µ.

Здійснюючи комбінування найпростішими елементами ОСУ, надається можливість побудувати ОСУ будь-якої кінцевої розмірності та складності у вигляді контурної мережі. На рис. 2 наведено варіант побудови схеми деякої організаційної структурі управління із найпростіших елементів організаційної структури управління у вигляді контурної мережі, в якій контурні інтенсивності обслуговування для контурів a, b, c, d мають позначені л`a, л`b, л`c, л`d .

Відомо, що математичну модель схеми організаційної структури управління, яка наведена на рис. 2, може бути побудована на основі тензорної методології. Така модель дозволяє встановити співвідношення між середньою кількістю заявок у системі масового обслуговування, інтенсивністю вхідного потоку заявок і часом затримки в системі масового обслуговування. Середня кількість заявок у контурах мережі для наведеної схеми визначається за формулою (1):

Використання математичної моделі ОСУ дозволяє отримати вирази для аналізу організаційних структур управління МЗ СТС ЗТ різних топологій.

Для оцінки впливу внутрішніх та зовнішніх факторів, таких, як якість кваліфікації персоналу, якість підвищення кваліфікації персоналу, якість ЗВТ, наявність методик обслуговування СТС ЗТ та інше, на ефективність МЗ СТС, в роботі було запропоновано спеціальну систему показників, що характеризують ефективність МЗ СТС ЗТ. Оцінка проводиться за 16 показниками, такими, як питомі витрати на метрологічне забезпечення по відношенню до загального обсягу виконаних робіт (обсягу перевезень), збитки на відновлення СТС ЗТ за одиницю часу, коефіцієнт готовності СТС ЗТ, періодичність контролю СТС ЗТ, ймовірність помилки I та ІІ типу та ін.

Відомо, що ефективність СТС ЗТ, які знаходяться в експлуатації залежить від витрат на метрологічне забезпечення (СМЗ) та показників ефективності МЗ ЗТ. Оскільки обмежена прозорість СТС ЗТ призводить до відомих помилок, а саме помилок І типу (помилкове вибраковування) та ІІ типу (невиявлена відмова при оцінці стану СТС ЗТ та/або допуск до експлуатації непрацездатної СТС ЗТ) , встановлено, що витрати обумовлені помилкою І типу (CН1), визначаються за формулою (2):

CН1 = (Э1+З1) КГ б tв , (2)

де Э1 - економічний ефект, який можливо отримати від використання СТС ЗТ за одиницю часу, З1 - збитки на відновлення СТС ЗТ за одиницю часу, КГ - коефіцієнт готовності СТС ЗТ, tв - середній час відновлення СТС ЗТ, б - ймовірність помилки І типу.

Витрати, обумовлені помилкою ІІ типу, визначаються із залежності (3):

СН2 = З2 в (1-КГ) ТК, (3)

де З2 - збитки від застосування непрацездатної СТС ЗТ,

в - ймовірність помилки ІІ типу,

ТК - періодичність контролю СТС ЗТ.

У загальному випадку витрати на метрологічне забезпечення (СМЗ) можливо визначити, використовуючи такі параметри, як СР - витрати ресурсу СТС ЗТ на проведення метрологічних робіт,

СИС - витрати ресурсу ЗВТ на проведення вимірювань,

СЭ - експлуатаційні витрати на технічне обслуговування ЗВТ СТС ЗТ, та формулу (4):

СМЗ = СР +СИС +СЭ. (4)

Ефективність оперативного планування метрологічного забезпечення СТС ЗТ достатньо наочно виявляється при встановленні функціональної залежності відносних витрат на МЗ СТС ЗТ (гМЗ), від витрат на метрологічне забезпечення (СМЗ) та вартість складної технічної системи залізничного транспорту (ССТС). Ця залежність визначається за формулою (5):

гМЗ = СМЗ /ССТС . (5)

В процесі дослідження визначено, що специфіка МЗ СТС ЗТ дозволяє використовувати частину парку ЗВТ, який було закладено на підприємстві за рахунок статичного планування МЗ в інших технологічних процесах. Додатково було доведено можливість проведення динамічного планування після циклу оперативних планувань. Момент чергового довгострокового планування визначається за формулою (6):

С'МЗ - С"МЗ = ДП > Сб+ См , (6)

де С'МЗ - поточні витрати на метрологічне забезпечення СТС ЗТ, С"МЗ - витрати на метрологічне забезпечення СТС ЗТ при зміні технологічного процесу, Cб - витрати від неповного використання ресурсу ЗВТ, що були змінені, См - витрати, пов'язані з придбанням нових ЗВТ.

Як видно з формули (6), чергове довгострокове планування в загальному випадку можливо здійснити лише після закінчення визначеного часу експлуатації СТС ЗТ для кожного етапу.

Таким чином отримані залежності дозволяють врахувати властивості впливу зовнішніх і внутрішніх факторів, що мають місце на залізничному транспорті, в процесі проектування системи управління МЗ СТС ЗТ різних топологій та при визначенні ефективності їх управління.

У третьому розділі експериментально перевірено достовірність розроблених теоретичних підходів щодо розробки та впровадження комплексу нормативної документації з організації метрологічного забезпечення залізничного транспорту. З метою визначення та розробки способів досягнення ефективності метрологічного забезпечення, для кожного етапу експлуатації було започатковано та проведено ряд експериментів з застосуванням математичних моделей та отриманих з їх допомогою аналітичних виразів, які наведені у другому розділі. При цьому враховувалися технічний стан, задачі, які покладаються на СТС ЗТ, вибір шляхів планування метрологічного забезпечення СТС ЗТ та стан зовнішнього і внутрішнього середовища.

Зазначені експерименти планувались та здійснювались шляхом експертних оцінок, які проводили експерти, в якості яких були залучені фахівці Держспоживстандарту та фахівці Укрзалізниці з метрології. Підсумки теоретичних досліджень та практичної реалізації запропонованих рішень, що були спрямовані на практичну перевірку працездатності запропонованих структурних змін в нормативних документах, регламентуючих діяльність ОСУ МС, а також доцільність створення СУЯ МЗ, наявність позитивного впливу запропонованого проекту змін в організації МЗ ЗТ та ефективність проведення оперативного та динамічного планування СТС ЗТ, обговорювалися на багатосторонніх нарадах. В Укрзалізниці зміни здійснювались в ОСУ служби головного метролога, на залізниці - в ОСУ Дорожних центрів із стандартизації та метрології з одночасним запровадженням СУЯ, яка базується на вимогах міжнародних стандартів серії ISO 9000.

Протягом 2000-2004 років, для кожного етапу експлуатації визначених СТС ЗТ та ЗВТ здійснювалося короткострокове планування (оперативне планування). При цьому перевірялась динаміка витрат на метрологічне забезпечення та зміни у співвідношенні, що наведено у виразі (6).

При перевищенні різниці (ДП) між поточними витратами на метрологічне забезпечення СТС ЗТ (С'МЗ) та витратами на метрологічне забезпечення СТС ЗТ при зміні технологічного процесу (С"МЗ) над сумою витрат від неповного використання ресурсу ЗВТ (Cб) та витрат, що пов'язані з придбанням нових ЗВТ (См), проводилася зміна стратегії планування метрологічного забезпечення, а саме встановлювалися нові показники його ефективності. За результатами експерименту встановлено, що метод динамічного планування МЗ має включати довгострокове планування, при якому встановлюються оптимальні способи досягнення ефективності МЗ, та оперативне планування для кожного етапу експлуатації СТС ЗТ.

Проведений аналіз ефективності окремих аспектів МЗ СТС ЗТ дозволив підтвердити, що математична модель МЗ СТС ЗТ, яка встановлена у виразах (5) та (6) є сукупністю структурноузагальнених алгоритмічних і аналітичних окремих моделей, а сама математична модель МЗ дає змогу визначити показники ефективності СТС ЗТ за допомогою алгоритму, блок-схема якого наведена на рис. 3.

В 1 та 7 блоках зазначеного алгоритму встановлюються показники ефективності МЗ СТС ЗТ, що наведені у виразах (2, 3 та 4): у 1 блоці - при статичному плануванні, а у 7 блоці - при динамічному плануванні. У 2 блоці блок - схеми алгоритму здійснюється перевірка показників ефективності МЗ при оперативному плануванні. У 3 блоці блок - схеми алгоритму ОСУ отримує рішення, щодо здійснення заходів по приведенню нормативних документів з МЗ у відповідність з вибраним рішенням. У 4 блоці блок - схеми алгоритму перевіряється необхідність зміни стратегії у МЗ СТС ЗТ - заміни технологічного процесу метрологічного обслуговування СТС ЗТ. У 5 блоці блок - схеми алгоритму здійснюється корегування нормативної документації з МЗ СТС ЗТ. У 6 блоці блок - схеми алгоритму запроваджується нова редакція нормативних документів з МЗ СТС ЗТ, за результатами якої отримуються нові показники МЗ СТС ЗТ.

За допомогою циклу, який складається з блоків 2ч6, здійснювалось оперативне планування МЗ СТС ЗТ - визначення показників МЗ СТС ЗТ при встановлених технологічних процесах метрологічного забезпечення СТС ЗТ. За допомогою циклу, який складається з блоків 3, 4, 7 і 8 здійснюється динамічне планування МЗ СТС ЗТ - змінюється стратегія метрологічного забезпечення СТС ЗТ (впровадження нових ЗВТ, внесення змін в ОСУ МС у зв'язку з запровадженням СУЯ та ін.).

Для перевірки працездатності розроблених методик та об'єктивності вибору елементів ОСУ МС та ЗВТ, проведено аналіз структури технічного оснащення МС ЗТ, за результатами якого встановлено співвідношення наявних ЗВТ між залізницями України. Це стало підставою організації проведення дослідження результатів застосування методу динамічного планування метрологічного забезпечення ЗТ на прикладі виконання метрологічних робіт метрологічними службами залізниць за період 2001-2004 років та вибір об'єктів дослідження - підрозділів метрологічної служби. За результатами обговорення, на нарадах фахівців з метрологічного забезпечення, було обрано підрозділи, що відповідають за експертизу нормативних документів та здійснення метрологічних робіт, що пов'язані з обслуговуванням та ремонтом засобів вимірювальної техніки.

Результати хронометражу робіт, що пов'язані з експертизою нормативних документів на залізницях України, до впровадження СУЯ (2001 рік) та після впровадження першого етапу СУЯ у 2004 році наведено у таблиці.

За результатами експерименту, встановлено, що математичне очікування затримки на експертизу нормативних документів на залізницях зменшилося на 42,3%ч56,3%, а по Укрзалізниці, в цілому - майже на 49,0%. Цим підтверджується доцільність перегляду нормативного забезпечення діяльності метрологічної служби Укрзалізниці у частині внесення змін в ОСУ МЗ (запровадження СУЯ МЗ) та регламентації робіт, під час проведення експертизи нормативних документів, що цілком переконливо доводить практичну цінність та ефективність вирішення поставлених задач дослідження та прийнятих рішень.

Таблиця Розподіл частот часу затримки на експертизу нормативних документів на залізницях України

t, роки	Параметри	Залізниці України
		Львівська	Одеська	Придніпровська	Півд.-Зах.	Південна	Донецька
2001	M2001, год.	24,76	26,72	22,36	23,84	24,36	24,6
	л2001, 1/год.	0,04388	0,03743	0,0447	0,0419	0,041051	0,04065
2004	M2004, год.	11,76	11,68	11,12	12,92	13,04	14,2
	л2004, 1/год.	0,085034	0,085616	0,089928	0,077399	0,076687	0,070423
Дл = л2004- л2001, 1/год.	0,04465	0,04819	0,04521	0,03545	0,03564	0,02977
ДM, % до М2001	52,50404	56,28743	50,26834	45,80537	46,46962	42,27642

Для більш поглибленого вивчення ефективності впровадження нормативних документів з організації метрологічного забезпечення було проведено дослідження у підрозділах МС, які виконують роботи з ремонту та обслуговування ЗВТ (рис.4). Хронометраж робіт здійснювався, з врахуванням діючих нормативів, до впровадження СУЯ -2001 рік (рис.4 а) та після впровадження першого етапу СУЯ - 2004 рік (рис.4 б) на залізницях України: Донецькій ( Д), Львівській ( Л), Одеській ( О), Придніпровській ( Пд), Південній ( П), Південно -Західній ( П-З). Експериментом було охоплено 1800 одиниць ЗВТ у 2001 та 2004 роках. Як видно з діаграм, наведених на рис. 4, впровадження розробленого комплексу нормативних документів, які регламентують діяльність МС ЗТ, дозволило підвищити технологічну та виконавську дисципліну у підрозділах МС. Проведений хронометраж якості виконання технологічного процесу дозволив встановити наявність позитивних зрушень у розподілі частот часу обслуговування ЗВТ. Ремонт та обслуговування основної маси приборів стало виконуватися у 2004 році за 18±0,66 хвилин при значенні цього показника у 2001році - 18±2,0 хвилин. Цей показник дозволив, за рахунок зменшення дисперсії з 0,98ч0,95 до 0,40ч0,46 та збільшення моди з 43 до 105 одиниць ЗВТ у 2004 році, зменшити робочий парк ЗВТ на 0,065% та скоротити штат на 0,012% від загальної кількості працюючих на ЗТ при зростанні у 2004 році обсягів перевезень у порівнянні до 2001 року в на 31,2 %.

Додатково автором було проаналізовано динаміку змін інтегральної характеристики МЗ ЗТ - питомих витрати на метрологічне забезпечення до загального обсягу виконаних робіт ЗТ (обсягу перевезень). За результатами аналізу встановлено, динаміку зменшення питомих витрат, які складали відповідно 0,1547% за 2001 рік, 0,1546% за 2002 рік, 0,1506% за 2003 рік та 0,1495 за 2004 рік.

Аналіз даних експерименту переконливо доводить адекватність теоретичних досліджень з експериментальними результатами та загальну ефективність впровадження запропонованих автором змін у нормативні документи з організації МЗ СТС ЗТ.

У четвертому розділі на підставі теоретичних досліджень та даних, отриманих за результатами експерименту, запропоновано методологічний підхід стосовно нормалізації і стандартизації процесу проектування ОСУ МС, який передбачає по-перше, визначити об'єкти, що підлягають типізації. Це терміни, вимоги, елементи, стадії і методи проектування ОСУ МС. По-друге, проектування здійснювати на основі стандартних елементів або окремих типових блоків, виключивши використання типової схеми ОСУ. Цей підхід було закладено здобувачем в основу „Концепції побудови системи менеджменту якості метрологічного забезпечення на залізничному транспорті України”, яка затверджена та введена у дію наказом Укрзалізниці від 30.12.2004 №1044-ЦЗ. При цьому, об'єкти стандартизації, при розробці стандартів на проектування ОСУ МС або ОСУ МС з СУЯ, повинні визначатися таким чином, щоб відповідний їм компонент стандартів ISO серії 9000 являв собою організаційну модель МС.

Зазначені методичні підходи було покладено в основу нормативних документів погоджених, затверджених та введених в дію наказом Укрзалізниці, на що мається акт про використання результатів дослідження, та в проект галузевого стандарту „Настанови щодо проектування організаційної структури управління метрологічної служби Укрзалізниці на базі міжнародних стандартів ISO серії 9000”.

В цих документах, за отриманими в ході дослідження результатами визначено, що за методичну основу стандартизації проектування ОСУ МС доцільно використовувати об'єктну, функціональну і структурну топології, а також запропоновано застосовувати чотири типові стадії проектування ОСУ МС з СУЯ, такі як: діагностичний аналіз існуючої ОСУ, вибір типової схеми ОСУ, побудова структури нової ОСУ, оцінка функціонування нової ОСУ.

По кожній стадії запропоновано склад типових робіт, що дозволяє системно проектувати ОСУ МС з СУЯ, як єдиний технологічний комплекс управління ефективністю МЗ ЗТ.

Апробація комплексу нормативних документів з організації МЗ СТС ЗТ в умовах експлуатації на залізничному транспорті України довела, що для ефективної організації МЗ СТС ЗТ та спрощення процесу проектування, потрібно застосувати стандартизовані об'єкти ОСУ МС з СУЯ, з використанням методики блочно-модульного проектування.

Результати дослідження отримали додаткове впровадження в інших нормативних та інструктивних матеріалах залізничної галузі спрямованих на поліпшення МЗ СТС ЗТ, в яких визначено, що планування метрологічного забезпечення СТС ЗТ повинно виконуватися шляхом одночасного встановлення необхідної якості параметрів СТС ЗТ, які підлягають вимірюванням, та способів досягнення ефективності метрологічного забезпечення для кожного етапу експлуатації, відповідно до технічного стану та задач, що покладаються на СТС ЗТ, та стану зовнішнього середовища.

В запроваджених нормативних документах з організації МЗ СТС ЗТ доведено, що метод динамічного планування метрологічного забезпечення повинен включати довгострокове та оперативне планування, тому що побудова СТС ЗТ, введення їх в експлуатацію передбачає необхідність оцінки процесу метрологічного забезпечення і тому планування метрологічного забезпечення, в цілому, а особливо СТС ЗТ базується на встановленні деякого раціонального (оптимального) значення показника ефективності метрологічного забезпечення і способів його досягнення (стратегії управління), при яких ефект від застосування СТС ЗТ буде максимальним та забезпечить відповідний рівень безпеки перевезень, а наявні витрати на метрологічне забезпечення будуть мінімізовані.

ВИСНОВКИ

1.Встановлено нормативні документи, які враховують основні групи структуроутворюючих елементів організаційну структуру управління підприємством, їх параметри та особливості (внутрішні та зовнішні фактори), що впливають на ефективність метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту.

2. Науково обґрунтовано доцільність використання методу динамічного планування для організації робіт з метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту, що дозволило зменшити експлуатаційні витрати на метрологічне забезпечення на залізницях України та підвищити безпеку перевезень за рахунок якісного метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту. Запропоновано алгоритм елементів планування метрологічного забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту, який дозволив встановити залежність функції витрат на метрологічне забезпечення від відносних витрат на метрологічне забезпечення складних технічних систем залізничного транспорту.

3. Встановлено, що для визначення взаємного впливу елементів організаційних структур управління у процесі діяльності багатомірних потоків, доцільно використовувати ймовірносно-часові характеристики, які дозволять зменшити кількість зв'язків і рівнів управління та врахувати індивідуальні особливості найпростіших елементів організаційних структур метрологічних служб залізничного транспорту.

4. Доведено, що визначення індивідуальних властивостей елементів організаційних структур управління метрологічним забезпеченням складних технічних систем залізничного транспорту, за рахунок подальшого розвитку математичної моделі, яка основана на аналізі елементів організаційних структур управління з використанням систем масового обслуговування, дозволяє провести дослідження ОСУ будь - якої складності.

5. Здійснено, на основі системної методології, нормалізацію і стандартизацію процесу проектування ОСУ підрозділами метрологічної служби залізничного транспорту, що дозволило удосконалити типові технологічні процеси в частині оптимізації часу обслуговування та ремонту засобів вимірювальної техніки, метрологічної експертизи нормативних документів, за рахунок розробки та впровадження методичних рекомендацій щодо проектування ОСУ метрологічної служби. Отримані теоретичні та експериментальні дослідження покладено в основу „Концепції побудови системи менеджменту якості метрологічного забезпечення на залізничному транспорті України”, проекту галузевого стандарту „Настанови щодо проектування організаційної структури управління метрологічної служби Укрзалізниці на базі міжнародних стандартів ISO серії 9000” та комплексу нормативних документів, введених у дію наказом Укрзалізниці від 30.12.04 р. №1044-ЦЗ.

метрологічний залізничний транспорт нормативний

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В РОБОТАХ

1. Ларюшкин В.Л. Показатель эффективности метрологического обеспечения сложных технических систем. // Залізничний транспорт України. --2004. -- №4. -- С. 11-13.

2. Ларюшкін В.Л., Соколов В.М. Стандартизація проектування організаційних структур управління підрозділами метрологічної служби залізничного транспорту // Залізничний транспорт України. Спеціальний випуск. -- 2005. -- №3/2. -- С.156 - 162.

3. Ларюшкін В.Л., Соколов В.М. Теоретичні основи проектування організаційної структури управління метрологічною службою на залізничному транспорті України // Залізничний транспорт України. Спеціальний випуск. -- 2005. -- №3/1. -- С.52 - 55.

4. Ларюшкін В.Л., Бутенко В.М. Особливості метрологічного забезпечення на залізничному транспорті України //Залізничний транспорт України. -- 2004. -- №6. -- С.29-31.

5. Соколов В.М., Ларюшкин В.Л. Стандартизація проектування організаційних структур управління підрозділами метрологічної служби залізничного транспорту на основі системної методології // Качество, стандартизация, контроль: теория и практика: Материалы V-й Международной научно-практической конференции, 23-27 сентября 2005 г., г. Ялта. К.: АТМ Украины, 2005. -- С. 113 - 123.

6. Ларюшкин В.Л. Организационная структура управления метрологическим обеспечением железнодорожного транспорта с применением систем управления качеством // Качество, стандартизация, контроль: теория и практика: Материалы IV-й Международной научно-практической конференции, 28-30 сентября 2004 г., г. Ялта. К.: АТМ Украины, 2004. -- С. 93 - 95.

7. Ларюшкин В.Л. К вопросу о безопасности железнодорожного транспорта // Качество, стандартизация, контроль: теория и практика: Материалы III-й Международной научно-практической конференции, 23-26 сентября 2003 г., г. Ялта. К.: АТМ Украины, 2003. -- С. 128 - 129.

Размещено на Allbest.ru