Проектирование систем автоматизации. Курс лекций

ства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, пе- ревозки, реализации и утилизации)».

Таким образом, стандарты перестают быть обязательными к при- менению и приобретают рекомендательный характер, обязательными становятся технические регламенты. На переходный период до при- нятия соответствующих технических регламентов предусмотрено обязательное исполнение требований стандартов в части, соответст- вующей целям защиты жизни или здоровья граждан, имущества фи- зических или юридических лиц, государственного или муниципаль- ного имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблу- ждение приобретателей. 3 октября 2009 г. вступил в силу Техниче- ский регламент о безопасности машин и оборудования, утвержден- ный постановлением Правительства Российской Федерации от

15 сентября 2009 г. № 753.

Для разработчика систем управления наибольший практический интерес представляют Единая система конструкторской документа- ции (ЕСКД) и Единая система программной документации (ЕСПД). ЕСКД – это комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязан- ные нормы и правила по разработке, оформлению и обращению кон- структорской документации разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, изготовле- нии, эксплуатации, ремонте и др.) [1.5]. Стандарты ЕСКД распро- страняются на изделия машиностроения и приборостроения. ЕСПД – это комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаи- моувязанные правила разработки, оформления и обращения про- грамм и программной документации [1.6].

Обозначение стандартов указанных выше групп состоит из:

•индекса категории стандарта – ГОСТ;

•цифры 2, присвоенной комплексу стандартов ЕСКД, или цифр 19, присвоенных классу стандартов ЕСПД;

•цифры (после точки), обозначающей номер группы стандартов;

•двузначного числа, определяющего порядковый номер стан- дарта в данной группе;

•двух последних цифр (после тире), указывающих две послед- ние цифры года утверждения стандарта.

Кконструкторским документам согласно ГОСТ 2.102–68 [1.7] от- носят графические и текстовые документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и со- держат необходимые данные для его разработки или изготовления,

21

контроля, приемки, эксплуатации и ремонта. Виды и комплектность конструкторских документов установлены этим же ГОСТом. В нем также указано, на какой стадии разработки какие документы оформ- ляются. Часть документов обязательна, часть составляют в зависи- мости от характера, назначения или условий производства изделия, что также регламентируется данным стандартом.

Виды программ и программных документов, стадии разработки, на которых оформляются конкретные документы, приведены в ГОСТ 19.101–77 [1.8].

Виды, комплектность и обозначения документов при создании ав- томатизированных систем на различных этапах работ указаны в ГОСТ 34.201–89 [1.9].

Конструкторская документация подлежит нормоконтролю. Нор- моконтроль – это этап производства документации, направленный на выявление отклонений от установленных норм оформления. Нормо- контроль регламентируется ГОСТ 2.111–68 [1.10]. Целями нормо- контроля согласно данному ГОСТу являются:

•соблюдение в разрабатываемых изделиях норм и требований, установленных в государственных, отраслевых, республиканских стандартах и стандартах предприятий;

•правильность выполнения конструкторских документов в со- ответствии с требованиями стандартов ЕСКД;

•достижение в разрабатываемых изделиях высокого уровня стандартизации и унификации на основе широкого использования ранее спроектированных, освоенных в производстве и стандартизо- ванных изделий, типовых конструкторских решений и исполнений;

•рациональное использование установленных ограничительных номенклатур стандартизованных изделий, конструктивных норм (резьб, диаметров, шлицевых соединений, модулей зубчатых колес, допусков и посадок, конусностей и других элементов деталей ма- шин), марок материалов, профилей и размеров проката и т.п.

Согласно ГОСТ 2.001–93 конструкторская документация является товаром и на нее распространяются все нормативно-технические ак- ты как на товарную продукцию. Это означает, в частности, что пере- дача документации Заказчику включается в календарный план работ

иотражается в актах о выполнении работ по договору, являющихся основанием для получения денег от Заказчика. Документация на се- рийно выпускаемую продукцию может продаваться юридическим или физическим лицом, обладающим соответствующими авторскими правами, отдельно от самой продукции.

22

Следует отметить, что ГОСТами предусмотрен обширный набор конструкторских и программных документов, не все из которых яв- ляются обязательными. Поэтому при оформлении ТЗ надо избегать общих фраз о соответствии документации ГОСТу или группе ГОСТов, Исполнитель должен явно указывать, какие документы оформляются на каком этапе работ. Это касается не только докумен- тации. Все ссылки в Договоре, ТЗ, иной контрактной документации должны быть тщательно проработаны на предмет их адекватности и необходимости применения каждого конкретного стандарта в каж- дом отдельном случае. Распространенная практика, когда Заказчик, не задумываясь, предлагает использование многих ГОСТов без необ- ходимости, а Исполнитель относится к этому формально и принима- ет эти предложения, не проанализировав их, влечет риск возникно- вения лишних проблем при сдаче работ и увеличения их трудоемко- сти. Заинтересованной в избежании неоправданного усложнения стороной является Исполнитель, именно он должен следить за адек- ватностью включения ссылок на ГОСТы в ТЗ и контрактную доку- ментацию.

1.5. Управление качеством

Под качеством согласно Р ИСО 9000 [1.11] понимают степень со- ответствия присущих характеристик требованиям. Требование – это потребность или ожидание, которое установлено, обычно предпола- гается или является обязательным. То есть качественный продукт (услуга) должен отвечать не только объявленным, но и предполагае- мым ожиданиям потребителя, это принципиально важно.

Отметим, что, поскольку управлять можно только тем, что можно измерить, большое внимание уделяется задаче измерения качества. В настоящее время сформировалась соответствующая наука – квали- метрия. Квалиметрия – научная область, в рамках которой изучаются методология и проблематика комплексного количественного оцени- вания качества объектов любой природы (одушевленных или неоду- шевленных, предметов или процессов, продуктов труда или продук- тов природы), имеющих материальный или духовный характер, а также искусственное или естественное происхождение. Термин «квалиметрия» был предложен в СССР в 1968 г. группой научных сотрудников по инициативе военного инженера Г.Г. Азгальдова.

Рассмотрим структуру затрат на качество (рис. 1.6). Их можно разделить на затраты на соответствие, т.е. расходы на предупрежде-

23

ние брака (C1) и на контроль качества (C2) и на затраты на несоответ- ствие, т.е. потери из-за брака. Затраты на несоответствие делятся на внутренние потери (C3), т.е. расходы на устранение выявленных де- фектов до поступления продукции потребителю, и внешние потери (C4) – расходы на ремонт или замену по гарантии, репутационные издержки, снижение стоимости бренда, потерю доли рынка и т.п.

Рис. 1 6. Структура затрат на качество

Суммарные затраты на качество показаны на рис. 1.7. Обозначе- ния C1...C4 соответствуют приведенным выше на рис. 1.6. Из рис. 1.7 видно, что минимальные издержки получаются не при полном отсут- ствии брака, а при некотором количестве дефектов. Для наглядности точка оптимума на рисунке показана примерно посередине, очевид- но, что в реальности она весьма близка к отметке «0 % брака». Со- временный подход к затратам на качество состоит в том, чтобы пу- тем снижения составляющей C1 добиться нулевого брака или вели- чины, весьма близкой к нулю. Например, плановый показатель из- вестной методики «Шесть сигм» составляет не более 3,4 отклонения (дефекта) на миллион изделий. Данная методика была разработана компанией «Моторола» (США) в 1986 г. и получила широкое рас- пространение.

24

1)планирование – идентификация и анализ проблемы; оценка возможностей и планирование необходимых изменений;

2)выполнение – поиск решения проблемы и осуществление за- планированных мероприятий;

3)проверка – оценка результатов и выводы в соответствии с по- ставленной задачей;

4)управление воздействием – принятие решения на основе полу- ченных выводов; если изменение не решает поставленную задачу, следует повторить цикл, внеся коррективы в план.

Существует семь основных методов, принятых в качестве базовых для статистической обработки информации в системах управления качеством:

1)контрольный листок;

2)гистограмма;

3)диаграмма разброса;

4)диаграмма Парето;

5)стратификация (расслоение);

6)диаграмма Исикавы (причинно-следственная диаграмма);

7)контрольная карта.

Простейшим средством регистрации необходимой для управления качеством информации является контрольный листок. Как правило, это бланк на бумаге, на котором заранее нанесены контролируемые параметры. В процессе работы на этом бланке делаются пометки в соответствующих полях, например, пометки о выявленных дефектах или замененных деталях. Накопленная с помощью контрольных ли- стков информация может обрабатываться с помощью статистических методов, в том числе контрольных карт (см. ниже). Контрольные карты контрольными листками не являются, не следует путать эти инструменты.

Гистограмма – это способ представления данных выборки на столбчатом графике, при котором по оси абсцисс откладывается зна- чение рассматриваемого параметра. Далее на оси абсцисс выделяют участки (обычно одинаковой ширины) и столбиками отображают количество элементов выборки, соответствующих разбиению оси абсцисс, т.е. наиболее высокими будут столбики, характеризующие наиболее частые значения рассматриваемого параметра. Гистограм- ма наглядно показывает распределение конкретных значений пара- метра по частоте появления.

Диаграмма разброса – инструмент, позволяющий определить вид и тесноту связи между парами соответствующих переменных.

26

Она строится в виде точечного графика, получаемого путем нанесе- ния в определенном масштабе полученных в результате наблюдений точек. Координаты точек на графике соответствуют значениям рас- сматриваемой величины и влияющего на него фактора. По диаграм- ме визуально оценивается взаимосвязь нанесенных на нее величин, при необходимости по известным из математической статистики формулам может быть вычислен коэффициент корреляции, а также оценена количественная зависимость одной величины от другой ме- тодами регрессионного анализа.

Диаграмма Парето – это инструмент селекции причин брака, со- поставления эффективности предлагаемых мероприятий и выбор приоритетных при ограниченности ресурсов, определения ассорти- мента продукции и т.п. Она строится в виде столбчатого графика, столбики которого соответствуют отдельным факторам, вызываю- щим проблемы (дефекты), а высота столбиков отражает степень воз- действия этих факторов на результат. При этом данные сортируются по убыванию существенности влияния факторов на результат. При- мер данных для построения диаграммы Парето приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Воздействие различных факторов на получение бракованной продукции

Отметим, что в приведенной табл. 1.1 строки упорядочены по убыванию количества случаев брака. Диаграмма Парето, соответст- вующая табл. 1.1, приведена на рис. 1.9.

Диаграмма Парето наглядно показывает вклад каждого из факто- ров в общий результат, что позволяет определить наиболее значимые факторы и сосредоточить ресурсы на воздействие именно на них.

27

в статистически управляемом состоянии, если изменчивость вызвана только случайными причинами. При определении этого приемлемого уровня изменчивости любое отклонение от него считают результа- том действия особых причин, которые следует выявить, исключить или ослабить.

Контрольные границы на карте Шухарта находятся на расстоянии 3σ от центральной линии, где σ – генеральное стандартное отклоне- ние используемой статистики.

Управление качеством регламентируется группой стандартов ИСО 9000 [1.11, 1.14, 1.15]. Собственно требования к системе управ- ления качеством приведены только в ИСО 9001, на соответствие ему проводится сертификация. Следует отметить, что соответствие пред- приятия стандартам ИСО 9000 и наличие у него сертификатов не га- рантирует высокое качество продукции, а свидетельствует только о способности предприятия поддерживать качество продукции на должном уровне и повышать его. В России сертификацию на соот- ветствие стандартам ИСО осуществляют аккредитованные в Феде- ральном агентстве по техническому регулированию и метрологии организации.

ИСО 9000 определяет следующие 8 принципов менеджмента ка- чества:

1)ориентация на потребителя;

2)лидерство руководителя;

3)вовлечение работников;

4)процессный подход;

5)системный подход к менеджменту;

6)постоянное улучшение;

7)принятие решений, основанное на фактах;

8)взаимовыгодные отношения с поставщиками.

Под системой менеджмента понимается система для разработки политики и целей и достижения этих целей, а под системой менедж- мента качества организации – система менеджмента для руководства и управления организацией применительно к качеству.

Историю развития систем качества принято излагать по схеме «5 звезд качества». Ознакомиться с ней читателю предлагается само- стоятельно. Отметим, что история развития систем качества тесно связана с историей общего менеджмента.

Современный подход к управлению качеством сформировался в 80-х гг. XX в. Он получил название «всеобщий (тотальный) ме-

неджмент качества» (Total Quality Management) (TQM). Данный под-

30