Архив номеров

Концепция модели мониторинга показателей качества в многокритериальной среде

При выпуске продукции производителю приходится учитывать множество факторов, в большей или меньшей степени влияющих на ее качество, и управлять ими. Причем в условиях жесткой конкурентной борьбы эти факторы становятся более многообразными и число их возрастает.

Описание проблемной области

При выпуске продукции производителю приходится учитывать и управлять множеством факторов, влияющих в большей или меньшей степени на качество выпускаемой продукции. В условиях жесткой конкурентной среды, когда число производителей в сегменте рынка увеличивается, факторы, которые приходится учитывать, становятся более изощренными, число их возрастает. Как правило, производитель начинает учитывать те факторы, на которые раньше не обращалось внимание. В связи с этим термин или категория «качество» для потребителя и производителя приобретает новый смысл.
За вторую половину XX века содержание прикладного определения качества существенно изменилось. Данные изменения связанны с развитием производства и управления производством в отношении качества продукции. Следует отметить появление статистического подхода к оценке качества Шухарта, Тагучи, появление концепций управления качеством Деминга, Джурана, Кросби и т.д., разработку международных стандартов в области менеджмента качества. Однако развитие прикладного определения термина «качество» не ограничивается вышеперечисленными исследованиями. Так, в работе [1] анализируются вопросы качества и предлагается новая категория прикладного термина «качество», в результате чего предлагается отказаться от целостного определения качества как интегрального показателя. Приведем некоторые утверждения из этой работы: «качество объекта – с точки зрения применения — это набор свойств, как положительных, так и отрицательных, ощущаемых потребителем при применении продукции в соответствии с назначением; расходы или эффективность следует учитывать при разработке и применении программы для контроля качества объекта, а не в концепции качества или интегрального качества.
В работе [2] расширяется философия качества за счет включения концепций всеобщей эффективности и ответственности. В работе [3] в характеристику цели качества вводятся производственные условия. Под этим подразумевается, что качество определяется материалами, проектированием, технологиями, персоналом и т.д.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что качество в отношении продукции – это функция многих факторов (персонал, технологии); качество для каждого лица, принимающего решение, – это свой набор параметров (свойств). Отсюда следует, что необходимо построение корректной модели мониторинга показателей качества при многих критериях, что требуется для решения следующих задач:

    • управление экономическими потерями;
    • оценка надежности поставщиков;
    • корректирование технологических операций, при необходимости;
    • поиск перспективных технологий изготовления продукции;
    • управление оснасткой и технологическим оборудованием;
    • управление персоналом и производственной средой;
    • управление разработками и своевременное внесение доработок в конструкцию изделия;
    • регулировка мероприятий или стратегии в области качества и др.

Для решения поставленных задач необходимо сформировать критерии (для мониторинга степени выполнения задач) и определить их иерархию и взаимосвязь. При этом стоит учитывать, что в состав показателей, включенных в функцию качества, не должны входить показатели направленные на обеспечение качества, однако данные показатели должны характеризовать уровень выходного качества (должны выступать в виде ограничений). Модель должна обеспечивать ответы на следующие вопросы:

    • что нужно улучшить, что бы повысить качество продукции;
    • какие будут потери при улучшении того или иного показателя качества;
    • какие мероприятия в области качества необходимо скорректировать, чтобы повысить качество продукции.

Как правило, для решения задач оценки качества прибегают к методам квалиметрии. Основная суть данных методов базируется на определении перечня показателей качества продукции, определении эталонных значений, нахождении значимости показателей качества и их численных значений, выборе метода усреднения и свертки всех критериев в один интегральный показатель качества. Для уточнения уровня качества продукции на промежуточном этапе можно воспользоваться несколькими методами усреднения [4]. Вопросы квалиметрических методов оценки на этапе производства рассмотрены в работе [5]. В этой работе квалиметрический метод основан на определении среднего арифметического показателя, измеренного n раз, при этом n вычисляется исходя из числа показателей, определяемых разрушающим методом контроля и числом образцов. Затем оценивается качество единичного показателя исходя из величины, определяемой по среднеквадратическому отклонению и нижней и верхней контрольным границам, расчет завершается нахождением уровня PPM (расчетный уровень единичного показателя качества). Метод позволяет определять численное влияние технологической операции на единичный показатель качества для регулировки технологического процесса. Преимущество данного метода заключается в учете технологических операций, во время которых происходит измерение численных значений единичных показателей качества. Метод не позволяет определять качественные значения единичных показателей качества, например, цветовой оттенок детали. Точность принимаемых решений напрямую зависит от полноты охвата технологического процесса.
Использованию экспертных квалиметрических методов на этапе производства посвящена работа [6]. Метод, описанный в работе, основан на определении единичных и динамического показателей качества. Расчет динамического показателя качества (среднее взвешенное) проводится на основе весовых значений единичных показателей качества. Весовые значения находятся с помощью известного экспертного метода. В работе для нахождения уровня качества процесса производства предлагаются следующие единичные показатели качества: показатель непрерывности, показатель специализации, показатель выполнения планов, показатель автоматизации производственного процесса, показатель прогрессивности и показатель технико-экономической эффективности.
Методы свёртки, основанные на экспертной информации, имеют свои ограничения. В качестве таких ограничений выступают количество оцениваемых критериев, необходимое число экспертов, время, затрачиваемое на экспертное оценивание. В работе [7] предлагается метод нахождения диапазона варьирования, связанный с экспертной оценкой. Оценка чувствительности происходит с помощью метода малого параметра  

ε = 1/(n2 + n)

где  n – количество критериев.
Задача чувствительности решается путем оптимизации функции  

Xx(ε) = X0x(ε) + εXx1 + εX2x2

Если полученные отклонения превосходят требуемую точность, то проводится дополнительная экспертиза или исследования на многовариантной основе.
Стоит указать, что решение прикладных задач оценки качества дополняется современными информационными технологиями. В работе [8] предлагается решение управления производственными процессами на основе нейросетевых технологий. Здесь приведены свойства современных производственных систем, что позволяет смоделировать адекватную модель производства, а также выделяются свойства систем в условиях неопределенности, функционирующих в экономической среде.  Для решения проблем управления современными процессами производства предлагаются методы, основанные на нечётких моделях и алгоритмах управления, методах имитационного моделирования и нейронной сети. В работе решаются проблемы, связанные со сложностью построения формальных математических моделей, неопределенностью, скоростью обработки данных, обучением системы управления производством для реагирования на возникающие изменения окружающей среды.  
В работе [9] для принятия решений в многокритериальной среде предлагается включать показатель rR, отвечающий за условия, в которых принимаются решения, в функцию полезности Φ[y(x)], где  — y = {yk}sk=1M — вектор частных критериев, определенный в области M = {y:0 ≤ yk ≤Ak, k ∈[1,s]}; A = {Ak}sk=1 — вектор ограничений. Для корректировки условий предлагается Чебышевская модель (эгалитарный принцип при достижении критической границы по наиболее важному критерию) и модель интегральной оптимальности ненапряженной ситуации. Данный подход формирует нелинейную схему компромиссов для целевой функции. 
Рассмотренные примеры показывают, что методы оценки качества тесно связанны с такими областями, как методы принятия решений, теории оптимизации, нечеткого моделирования и информационных технологий. Сложность оценки качества при существующих методах: определение оценочных критериев, весовых значений критериев, минимизация трудоемкости при оценке качества (оперативность принятия решений), большое количество оценочных критериев, область допустимых значений качества при существующих ограничениях и иерархическая взаимосвязь. 

Компоненты модели мониторинга показателей качества

Для выделения компонентов необходимо сформировать модель процесса производства. Данная модель, содержащая элементы процесса производства и мониторинга показателей качества, представлена на рисунке 1.  
Как показано на рисунке 1, управление качеством продукции осуществляется при помощи трех модулей: модуль обработки информации; модуль оценки уровня качества; модуль принятия решений в отношении качества продукции.

Модуль обработки информации получает информацию по измеренным показателям качества продукции. Измерение этих показателей является одним из необходимых этапов для рационального принятия решения в отношении качества продукции. Методы измерения показателей качества можно разделить в зависимости от типа показателей качества и их сложности на следующие: качественные, количественные, единичные, комплексные. Качественные методы применяются тогда, когда невозможно инструментально измерить единичные показатели качества, например, оттенок красного. Количественные методы применяются, когда единичные показатели качества могут быть измерены, например, длина, вес, электрическое сопротивление и т.д.
Работа модуля оценки уровня качества продукции реализуется на базе применения экспертных, статистических, аналитических приемов нахождения качества.
Модуль принятия решений применяется для поиска наилучшего решения на основе полученной оценки.
Перечисленные модули предназначены для решения задачи управления процессом производства в отношении качества продукции. Для детализации проблемы включим задачи, решаемые с помощью модели мониторинга показателей качества, в модель производства. Уточненная модель представлена на рисунке 2.

В представленной модели осуществляется формирование аналитического решения, представленного в работе [10], при этом учтены два критерия: бездефектность и экономические затраты на качество. Данная задача решается путем формирования аналитической модели вида      

Альтернативные способы моделирования модели мониторинга показателей качества

Сформулируем проблему моделирования модели мониторинга показателей качества математической моделью вида:

<Q,F,X,Y,U,Pφ,α>

где Q — функция уровня качества, F — оцениваемые критерии, X  — множество установленных факторов, Y — показатели качества, U — функция полезности, Pφ — вероятностная оценка критериев,  
α — пороговое значение потерь φ.  
Для решения приведенной проблемы, сформулируем ее как проблему децентрализации, где каждый критерий независим друг от друга, а поведение критериев определяется возмущающими факторами. При этом для нахождения функции полезности с учетом всех критериев необходимо решить задачу оптимизации.  
Наиболее популярными методами при решении поставленной задачи являются многоуровневая оптимизация и эволюционное программирование.

Заключение

Приведённый подход в решении проблемы формирования модели мониторинга показателей качества позволяет учесть максимальное число факторов при принятии решения в отношении качества продукции. Приведенные способы решения проблемы управления производством в отношении качества продукции позволяют увеличить оперативность принимаемых решения за счет исключения экспертных оценок из алгоритма оценки уровня качества. Также данный подход исключает понятие общего уровня качества, взаимосвязанного с остальными критериями.   

Список литературы

    • A.S. Lobanov. The Basic Concepts of Qualimetry // Scientific and Technical Information Processing, 2013, Vol. 40, No. 2, pp. 72–82. (In English).
    • Маякова А.В. Генезис и развитие философии качества // Актуальные проблемы гуманитарных и экономических наук, 2014, №12-1, - С. 258-260.
    • Маякова А.В. Философско-методологический анализ категории «качество»: от классической основы до современных интерпретаций // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Экономика, социология, менеджмент, 2015, №1, - С.133-149.
    • U. Svinolupov, V. Kornev, and V. Kuleshov. A Methodology for Assessing the Quality of Measuring Instruments (Case Study: Pressure Sensors) // Russian Journal of Nondestructive Testing, 2012, Vol. 48, No. 2, pp. 129–136. (In English).

«Стандарты и качество» Март 2019

Рубрика: На соискание ученой степени
Автор(ы): Г. Пипия, Л. Чёрненькая
01.03.2019

448
Поделиться:

Подписка


Доступна мобильная версия журнала "Стандарты и качество"

Журнал Стандарты и качество в App Store Журнал Стандарты и качество на Google play


Хотите добиться успеха?
Используйте возможности наших изданий!

Формула успеха проста: максимум полезной информации при минимальных временных затратах.

Информация + Время = PROFIT!

Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветаниюПодпишитесь на печатную версию журнала «Стандарты и качество». Соберите собственную библиотеку актуальных статей от профессионалов в области качества, технического регулирования и стандартизации. Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветанию. Не забудьте также о призах и бонусах для подписчиков журнала! Будьте первыми всегда и во всемОформите подписку на электронную версию журнала «Стандарты и качество» и получайте свежий номер журнала уже 1-го числа каждого месяца, независимо от погоды и работы потовых служб. Будьте первыми всегда и во всем! А бонусы и призы станут приятным дополнением к полученным знаниям!
Мобильная версия журнала Стандарты и качествоУстановите бесплатное мобильное приложение и подпишитесь на мобильную версию журнала «Стандарты и качество» для iPhone/iPad или Android. Совершенствуйте свои профессиональные навыки каждую свободную минуту, и ни один конкурент не сможет за Вами угнаться! Электронная библиотекаСкачивайте лучшие статьи и тематические подборки в нашей Электронной Библиотеке. Они станут ценным вкладом в копилку Ваших знаний!
Мы помогаем Вам экономить деньги, экономя Ваше времяПодпишитесь на бесплатную Электронную газету Quality News и каждую неделю читайте все самые важные новости в области качества во всех его аспектах. Мы помогаем Вам экономить время! Расширяйте бизнесРасскажите о своем предприятии в журнале «Стандарты и качество». Привлекайте новых клиентов и деловых партнеров из разных регионов России и из-за рубежа. Расширяйте бизнес!
Разместите свою новость на сайтеРазместите свою новость на сайте одного из авторитетнейших издательств России www.ria-stk.ru, и ее увидят десятки тысяч наших посетителей. Сайт РИА «Стандарты и качество» это более 20 000 просматриваемых страниц ежедневно, более 150 000 посетителей ежемесячно. Новые деловые партнеры и клиенты ждут ВасОпубликуйте материал о своей организации в Электронной газете Quality News, и его прочтут тысячи заинтересованных подписчиков из разных уголков России, ближнего и дальнего зарубежья. Новые деловые партнеры и клиенты ждут Вас!