Методическое пособие 620

165

ниц. Общее число единиц используется для определения «взвешенного среднего времени пребывания транзакта в очереди».

Блок DEPART. Этот блок аналогичен блоку LEAVE. Поле А интерпретируется как номер очереди. В поле В задается число единиц, на которое уменьшается длина очереди. При входе транзактов в блок DEPART число единиц, указанное в поле В, вычитается из длины очереди. Как и в блоке LEAVE, если поле В пусто, то его значение принимается равным 1.

Симулятор вычисляет длину интервала времени, в течение которого транзакт находился в очереди, и, если длина интервала получилась равной 0, указанное в поле В число единиц добавляется к счетчику, регистрирующему число транзактов, прошедших через блок без задержки.

Можно заносить в таблицу время пребывания транзакта в очереди. В примере, приведенном ниже, время пребывания в очереди 10 будет заноситься в таблицу QTABLE 15. В ней будет 100 интервалов: 0, 5, 10 ...490.

Рассмотрим пример использования блоков QUEUE и DEPART

Блок TABULATE. Пользователю GPSS позволено для сбора нужных статистических данных вводить таблицы нескольких типов. Для занесения информации в таблицы с помощью специального блока TABULATE производится в момент входа транзакта в этот блок. Пользователь должен задать ряд характеристик для каждой из таблиц, которую он хочет использовать.

Характеристики таблицы задаются специальной картой описания таб-

лицы — TABLE (QTABLE).

При входе транзакта в блок TABULATE симулятор ПМДС записывает в соответствующую таблицу определенную статистическую информацию. Поле А определяет номер этой таблицы, в которой накапливается соответствующая статистическая информация. Вид заносимой информации определяется на специальной карте описания таблицы помимо способа обработки. Эта карта определяет размер, а также число и границы интервалов таблицы. В каждом блоке TABULATE может быть задано число единиц, добавляемых к числу наблюдений того интервала, в который попадает при данном обраще-

166

нии аргумент. Это число единиц задается в поле В. Если поле В пусто, то это число принимается равным 1. Например:

TABULATE 10

(т. е. в интервалы таблицы 10 добавляется 1);

TABULATE 48,2

(т. е. в интервалы таблицы 48 добавляется по 2 единицы).

ВGPSS предусмотрено несколько специальных режимов табулирования, которые указываются в поле А карты описания таблицы. Знак «—» за величиной, записанной в поле А, указывает на то, что в таблицу заносится не само значение, а разность между текущим значением этой величины и последним значением, занесенным в таблицу. Этот режим называется разностным. Первое обращение к таблице симулятором автоматически исключается.

Вкачестве примера приведен случай разностного режима табулирова-

ния:

Таблица TABLE 16 является взвешенной, поэтому в поле D должен стоять любой буквенный символ и за ним — число классов частоты.

Если в поле А стоит мнемоническое обозначение RT, то при входе транзакта в блок TABULATE, который связан с таблицей, заполняемой таким способом, обращение к классам частот не производится. Вместо этого число единиц, заданное в блоке TABULATE, добавляется к счетчику числа входов в таблицу. Карта описания таблицы должна содержать в поле В временной интервал. Если этот интервал равен, например, 1000, значение счетчика числа входов будет заноситься в таблицу по истечении каждых 1000 единиц времени. После занесения счетчик сбрасывается в 0. Таким образом, при этом способе определяется распределение числа «заявок», поступающих за 1000 единиц времени.

Рассмотрим пример использования режима RT:

167

Если в поле А стоит мнемоническое обозначение IА, то при входе транзакта в блок TABULATE, который соответствует таблице, заполняемой таким способом, симулятор ПМДС определяет время, прошедшее с момента последнего обращения к этой таблице. Полученное значение заносится в таблицу. Как и в случае разностного режима, первое обращение к таблице исключается симулятором автоматически. Такая таблица представляет собой распределение промежутков времени между моментами поступления транзактов в данную точку программы.

Приведем пример использования режима IА:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие основные принципы построения машинных моделей ?

2. Чем отличаются принципы построения и правила реализации моделей систем ?

3.К какому классу языков относится система моделирования

GPSS/PC ?

4.Какие блоки языка GPSS осуществляют модификацию атрибутов транзактов ?

5.Какие блоки языка GPSS реализуют синхронизацию движения нескольких транзактов ?

6.Как реализуется передача управления (изменение последовательности передвижения транзактов) в GPSS ?

7.Какие блоки GPSS обеспечивают получение статистических резуль-

татов ?

8.Как организуются цепи в языке GPSS ?

168

9. Что из себя представляет блок-диаграмма GPSS ? 10.Что называется концептуальной моделью системы ?

11.В чем заключается достоинство имитационного моделирования как метода исследования сложных систем ?

12.Какие проверки достоверности модели выполняются на различных этапах моделирования на ЭВМ ?

13.В чем сущность интерпретации результатов машинного моделирования системы ?

169

ГЛАВА 8. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИС

8.1. Развитие теории и практики управления качеством

Управление качеством (в т.ч. надежностью) как прикладная наука зародилось и достаточно продолжительный период времени развивалось в условиях промышленного производства, что оказало соответствующее влияние на его становление и эволюцию.

Зарождение теории управления качеством предшествовала разработка в начале XX века системы Тейлора и ее применение в организации промышленного производства. Наряду с тем, что в области труда и заработной платы система Тейлора представляла собой научную систему "выжимания пота" из рабочих, она содержала и некоторые прогрессивные элементы, в том числе выделение функций контроля в самостоятельную и весьма важную производственную функцию. Это, а также разработка методов контроля выполнения рабочими заданного "урока", и послужило предпосылкой создания теории управления качеством, развитие которой в настоящее время насчитывает несколько эволюционных этапов.

Первый этап (середина 20-х середина 50-х годов).

Зарождение теории управления качеством связано с применением в производстве контрольных карт, разработанных в 1924 г. У.А.Шухартом, появлением первых стандартов на качество продукции (стандарты серии Z-1, введенные Министерством США в период второй мировой войны), а также с работами У.Э.Деминга и Дж.М.Джурана в области статистических методов контроля качества продукции.

Концептуальной основой этого этапа было постулирование того, что высокого качества можно добиться, научно организовав контроль качества готовой продукции, для чего применялись статистические методы контроля.

Теоретической основой статистического контроля качества служат теоремы П.Л.Чебышева, А.М.Ляпунова, Я.Бернулли и Пуассона, а основной предпосылкой применения методологии статистического контроля качества является возможность делать выводы о качестве изделий генеральной совокупности числом N по выборочной совокупности числом n, где n<N. Поэтому статистический контроль качества называют также выборочным контролем.

Описанные концептуальная и теоретическая основы определяют (и ограничивают) сферу целесообразного применения методов контроля качества

170

- службы (отдела) технического контроля (ОТК) предприятий, специализирующихся на серийном и крупносерийном производстве.

Итак, принцип управления качеством на данном этапе можнс сформу-

лировать следующим образом: "качество обеспечиваете выборочным контролем готовой продукции".

Второй этап (середина 50-х - конец 60-х годов)

Развитие теории и практики управления качеством на этом этаго связано с работами американских и японских ученых и, прежде всего, А.Фейгенбаума, Дж.М.Джурана и К.Исикавы в области разработки методологии теории комплексного управления качеством.

Ее возникновение было вызвано существенными недостатками управления качеством посредством выборочного контроля качества готовой продукции, а именно:

брак выявляется на завершающем участке технологического процесса - в ОТК, т.е. тогда, когда уже сделаны практически все затраты на выпуск данного изделия;

в случаях, когда выявленный брак может быть исправлен, повторно выпускаемые изделия имеют большую вероятность выхода из строя, что свидетельствует об их недостаточной надежности и, следовательно, неудовлетворительном качестве;

организация контроля готовой продукции сопряжена с созданием "мощных" служб технического контроля - по данным доля контролеров на ряде западных фирм нередко составляет 15%. При этом основной производственный персонал практически не участвует в контроле качества выпускаемой им продукции;

предотвращение повторения ошибок (выпуска изделий неудовлетворительного качества) требует значительных дополнительных затрат труда и времени специалистов по анализу причин возникновения брака, выработке рекомендаций по их устранению, внедрению изменений в технологию производства.

Сцелью устранения перечисленных недостатков на этом этапе наряду

сприменением статистических методов контроля стали широко использоваться организационные методы, призванные выявить причины возникновения брака и разработать мероприятия по их устранению и предупреждению.

Совместное и взаимосвязанное применение статистических и организационных методов составляет основную сущность методологии комплексного управления качеством, однако ее использование на практике сущест-

171

венным образом отличалось в США и Западной Европе, с одной стороны, и в Японии - с другой. В США, а затем и в Западной Европе функции управления качеством были возложены на специализированные подразделения фирм. В Японии же основное внимание было сосредоточено на том, чтобы привлечь к управлению качеством весь персонал фирмы.

Научно-технический прогресс в области управления качеством, успехи в выпуске действительно высококачественной продукции показали преимущества данного подхода, основными чертами которого в настоящее время принято считать:

внедрение методов управления качеством на уровне фирмы в целом, т.е. привлечение к управлению качеством всех ее структурных подразделений и подавляющего большинства сотрудников;

организация обучения кадров методам управления качеством; создание (на строго добровольной основе) и поддержка кружков каче-

ства, деятельность которых направлена на выявление причин брака (особенно скрытого), поиск методов их устранения и использования подученных результатов в повседневной работе;

инспектирование деятельности предприятий и руководства предприятий по управлению качеством (в Японии учреждены две премии У.Э.Деминга, одна из которых присуждается предприятию, добившемуся в данном финансовом году исключительно больших успехов в области статистических методов контроля качества, а вторая - одному или нескольким лицам, способствовавшим развитию и распространению теории статистического контроля; высшей наградой является медаль У.Э.Деминга), при этом участие фирм в инспектировании производится по их заявкам на добровольной основе;

использование статистических методов контроля качества; деятельность в рамках общегосударственных программ по управлению

качеством.

Самым же важным достижением этого этапа был новый образ мышления в экономике, в соответствии с которым забота о качестве превращялась из дела узкой группы специалистов в дело всех сотрудников фирмы и получала мощную поддержку на общегосударственном уровне. Весьма важным стал также отход от концепции производства "плохих и дешевых вещей", а также признание доминирующего права потребителя, в соответствии с которым отвергается принцип "рынок для продукции" и признается единственно правильный принцип - "продукция для рынка", на котором властвует потре-

172

битель, а не производитель товаров. И эти принципы проводились в жизнь не на словах, а на деле.

Развитие теории и практики управления качеством в этот период было сосредоточено на методах:

анализа качества, в т.ч. выделения основных и вспомогательных показателей качества;

подготовки кадров и обучения персонала (организация деятельности кружков качества);

экспертизы качества продукции и работ на всех стадиях их производства и выполнения, начиная с организации действенного входного контроля и кончая развитым и квалифицированным дообслуживанием (послепродажным обслуживанием) на весь период исппттмпвания продукции.

Врассматриваемый период в нашей стране резко возросли требования

ккачеству и надежности технических устройств, в первую очередь отраслей машиностроения и приборостроения. Этот факт нашел свое отражение в широком комплексе мероприятий межотраслевых, отраслевых и отдельных предприятий. Был разработан ряд нормалей межотраслевого уровня, регламентирующих обеспечение и контроль качества и надежности продукции, а также отраслевые документы аналогичного назначения. На многих предприятиях созданы специальные службы надежности и программы обеспечения надежности. На некоторых предприятиях изданы специальные положения, регламентирующие работу всех подразделений по обеспечению качества и надежности на различных стадиях и этапах создания продукции. Эти положения, содержащие конкретные мероприятия с указанием исполнителей и ответственных, взаимоувязывающие действия подразделений и служб предприятия, подчиняющие их одной конечной цели, стали прообразом разрабатываемых и внедряемых в дальнейшем во многих проектных организациях комплексных систем управления качеством продукции.

Резюмируя, можно сказать, что основным принципом данного этапа эволюции теории управления качеством был: "высокое качество обеспечива-

ется при комплексном подходе к управлению производственным процессом".

Дальнейшее развитие этого принципа привело к очередному эволюционному этапу.

Третий этап (конец 60-х - конец 70-х годов).

Вэтот период задачи обеспечения качества распространяются на проектирование новой продукции. Необходимость этого вытекала из того, что даже при комплексном управлении качеством продукции не обеспечивалось

173

выполнение достаточно высокого уровня специфических требований потребителя, а именно:

работоспособность в различных условиях применения климатических (температура, влажность, давление), физических (различные виды деформаций), химических (агрессивная среда) и т.п., а также при различных способах эксплуатации;

удобство эксплуатации; защищенность в аварийной ситуации, а также защищенность от потери

работоспособности при неправильном действии пользователя при эксплуатации (защищенность по принципу fool proof);

привлекательный внешний вид (форма, цвет и т.д.), иначе - хороший дизайн.

Эти требования, очевидно, могли быть выполнены только при соответствующем уровне проектирования: подготовки производства.

Необходимость решения этих, а также рядя других задач практики, развитие научно-технического прогресса стимулировали зарождение новой прикладной науки - науки проектирования, основной задачей которой является разработка общих принципов, методов, способов создания новых объектов и процессов различной природы и назначения, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к ним заказчиками (потребителями). Возникновение этой науки связывают с проведением в начале - середине 60-х годов (в Лондоне в 1962 г., в Бирмингеме - в 1965 г. и в Портсмуте - в 1967 г.) конференций по методам проектирования.

В этот период времени были переосмыслены место и роль проектирования в развитии общества, функции выполняемые при проектировании. Получила значительное развитие методология и технология проектирования и, прежде всего, такие новые направления, как:

системный анализ требований пользователей (Методы опроса общественного мнения, изучения конъюнктуры и спроса, анализа спецификаций требований);

методология принятия проектных решений в условиях неопределенности (неполной информированности) проектировщика относительно истинных требований заказчика и запросов потребителя новой продукции;

методы упорядоченного поиска и стоимостного анализа; методы поиска идей, исследования структуры, проблемы и проектных

ситуаций; методы модульного многовариантного проектирования.

174

Разработка и развитие новых методов проектирования прежде всего связаны с именами таких ученых, как А.Ф.Осборн, А.Д.Ньюмен, Дж.К.Джонс, К.Александер, Ф.Бартлетт, Д.Г.Кристоферсон, Д.Мейстер, Дж.Рабидо.

Самостоятельным и в то же время связанным с перечисленными направлениями было развитие методологии оценки качества и надежности проектных решений разрабатываемых объектов и процессов.

И так, основным принципом управления качеством на рассматривае-

мом этапе был: "высокое качество и надежность закладываются в процессе проектирования и подготовки производства новых видов продукции".

Четвертый этап (с середины 70-х годов и по настоящее время). Параллельно с вышеописанной эволюцией управления качеством про-

исходил научно-технический прогресс в области создания средств вычислительной техники, внедрения автоматизации управления и обработки данных. До определенного времени развитие управления качеством, с одной стороны, создание и использование средств вычислительной техники - с другой, происходил практически независимо. Однако в середине 70-х годов ситуация резко изменилась в сторону интенсивного взаимного использования полученных теоретических результатов и накопленного практического опыта:

вобласти управления качеством и проектированием новой пррдукции вычислительная техника стала применяться для создания систем автоматизации проектирования и систем автоматизации экспертизы качества;

вобласти автоматизации управления и обработке данных нашли новую сферу приложения методы теории управления качеством.

Последнее привело к выделению нового научного и практического направления – управления качеством и надежностью проектных решений в области автоматизации управления и обработки информации. Для этого направления стало присущим:

использование всего научного потенциала и практического опыта, накопленного на трех предшествующих этапах эволюции управления качеством;

использование результатов новейших математических теорий, таких как теория нечетких множеств и нечеткой логики, созданная американским ученым Л.А.Заде и развитая затем в работах ряда ученых, а также использования теорий (в том числе теории надежности), ранее не применявшихся в управлении качеством;