Введение к работе
Актуальность работы. В условиях глобального рынка экономическое благополучие России напрямую зависит от ее конкурентоспособности. Важнейшей составляющей конкурентоспособности и наиболее значимым источником национального богатства в наши дни является качество продукции, выпускаемой отечественными промышленными предприятиями. Данная работа посвящена проблемам управления качеством продукции в металлургии, являющейся базовой отраслью для многих отраслей национальной промышленности, таких как металлообработка, машиностроение, строительство и других.
В настоящее время в мировой практике одним из наиболее методологически сильных подходов к управлению качеством продукции является Всеобщий менеджмент качества (Total Quality Management, TQM). Базовый принцип TQM – это ориентация производителей на потребителя. С учетом данного принципа и отраслевой специфики металлургии необходимо уточнение понятийного аппарата, используемого в управлении качеством металлопродукции.
В соответствии с необходимостью ориентации на потребителя международные стандарты ISO серии 9000 определяют понятие «качество» как степень выполнения требований потребителей.
В современных рыночных условиях для метизно-металлургических предприятий актуально под продукцией понимать не только материальный объект производства, но и оказываемые потребителю сопутствующие услуги по своевременному предоставлению данного объекта в требуемом количестве и по требуемой цене.
Используя данные выше определения в настоящей работе под качеством продукции металлургических предприятий будем понимать степень выполнения следующих требований потребителей: ноль дефектов, т.е. полное отсутствие у продукции несоответствий, относящихся к ее предполагаемому или установленному применению; максимальная полезность, т.е. наличие у продукции наибольшего количества ценных для потребителя характеристик; минимальная цена, т.е. наименьшее количество денег, в обмен на которые производитель готов продать, а потребитель согласен купить единицу продукции; максимальная своевременность поставки, т.е. минимальное отклонение от установленных потребителем сроков предоставления продукции; максимальная безопасность как для потребителя, так и для окружающей среды.
При таком определении качества продукции его уже нельзя обеспечить только техническими и технологическими методами, направленными на улучшение таких параметров материального объекта производства, как количество дефектов, набор полезных характеристик, уровень безопасности для потребителей и окружающей среды, а также себестоимость в части основных затрат, от которой зависит цена продукции для потребителя (рис. 1).
Принципы TQM
Инновационные методы управления качеством продукции
Технические
Технологические
Экономические
Социальные
Качество продукции
(требования потребителей)
- ноль дефектов;
- максимальная полезность;
- минимальная цена;
- максимальная безопасность
- минимальная цена;
- максимальная своевременность
Материальный объект
Услуга
Организационные
Математические модели
Механизмы управления производственными системами
Рис. 1. Схема управления качеством продукции
Для обеспечения качества продукции, включающей услуги, оказываемые потребителю, необходимо также использовать другие методы, направленные на своевременное предоставление продукции потребителю в требуемом количестве и с минимальными накладными расходами, от которых также зависит цена продукции для потребителя.
Следовательно, в современных рыночных условиях для управления качеством продукции на метизно-металлургических предприятиях кроме традиционно используемых технических и технологических методов необходимо широкое применение организационных, экономических и социальных методов, соответствующих таким принципам TQM, как ориентация на потребителя, лидерство руководителей, вовлечение работников, процессный подход, системный подход, постоянное улучшение, принятие решений, основанных на фактах (см. рис. 1).
Таким образом, разработка и внедрение на металлургических предприятиях инновационных методов управления качеством продукции, реализующих принципы TQM, являются актуальной научно-технической проблемой.
Настоящая работа посвящена развитию методов управления качеством продукции метизно-металлургических предприятий на основе использования современных механизмов управления производственными системами (см. рис. 1).
Общим проблемам управления качеством посвящены работы Ф. Тейлора, У. Шухарта, У. Деминга, А. Фейгенбаума, Дж. Джурана, Ф. Кросби, Г. Тагути, К. Исикавы, В.А. Лапидуса, И.И. Мазура, В.Д. Шапиро, Ю.П. Адлера. Проблемам управления качеством продукции метизного и металлургического производств посвящены работы Г.С. Гуна, В.М. Салганика, М.В. Чукина, В.В. Бринзы, Л.А. Кузнецова и других авторов. Однако в этих работах влияние механизмов управления производственными системами на качество продукции не рассматривалось.
Диссертационные исследования выполнялись в период 2000–2011 гг. в ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» и поддержаны РФФИ, проект № 10-08-00539-а «Модели управления производственными системами с учетом нечетких предпочтений внешних и внутренних потребителей», а также договором № 13.G25.31.0093 от 22 октября 2010 г. между ОАО «Мотовилихинские заводы» (г. Пермь), и Минобрнауки РФ по теме «Технология управления производствами ОАО «Мотовилихинские заводы» г. Пермь на базе интеллектуальных систем».
Объектом исследования в настоящей работе являются методы управления качеством металлопродукции.
Предметом исследования выступают механизмы управления металлургическими предприятиями, используемые для повышения качества продукции.
Целью данной работы является повышение качества металлопродукции на основе развития методов управления металлургическими предприятиями в соответствии с принципами TQM.
Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:
-
Определение механизмов управления металлургическими предприятиями, реализующих принципы TQM и используемых для повышения качества продукции.
-
Определение иерархии принятия решений для управления качеством продукции на металлургических предприятиях.
-
Разработка математических моделей для оптимального управления качеством металлопродукции на различных уровнях иерархии принятия решений.
-
Применение информационных технологий для автоматизации процесса управления качеством продукции металлургических предприятий на различных уровнях иерархии принятия решений.
-
Внедрение разработанных методов управления качеством продукции на метизно-металлургических предприятиях.
Методы исследования. В процессе выполнения работы были использованы статистические методы управления качеством, методы системного анализа, линейной и нелинейной оптимизации, теории нечетких множеств, а также методы принятия решений в условиях неопределенности.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Определены современные механизмы управления металлургическими предприятиями, реализующие такие принципы TQM, как ориентация на потребителя, лидерство руководителей, вовлечение работников, процессный подход, системный подход, постоянное улучшение, принятие решений, основанных на фактах (рис. 2).
-
Для реализации таких принципов TQM, как лидерство руководителей, вовлечение работников и системный подход, предложена схема иерархии принятия решений металлургического предприятия, включающая три уровня управления (стратегический, тактический и оперативный) и отличающаяся наличием обратных связей между этими уровнями.
-
Разработан новый алгоритм структурной адаптации, учитывающий дополнительные ограничения, возникающие при переходе на нижележащие уровни управления в иерархии принятия решений, при минимальном отклонении от оптимальных значений показателей качества продукции.
-
Для реализации такого принципа TQM, как вовлечение работников, на основе теории нечетких множеств предложен новый метод построения обобщенного (комплексного) критерия оптимальности, который более адекватно учитывает экспертные оценки значимости частных критериев оптимальности.
-
Для реализации такого принципа TQM, как ориентация на потребителя, и повышения уровня качества металлопродукции по показателю своевременности поставки разработана математическая модель для формирования оптимального портфеля заказов на стратегическом уровне управления, отличающаяся возможностью учета нечетких ограничений и нескольких критериев оптимальности, в том числе критерия важности потребителей для предприятия.
-
Для реализации таких принципов TQM, как ориентация на потребителя и постоянное улучшение, и повышения уровня качества металлопродукции по показателям своевременности поставки и сокращения накладных расходов, от которых зависит цена продукции, разработаны математические модели для формирования оптимальных планов производства на тактическом и оперативном уровнях управления, отличающаяся возможностью учета нечеткости критериев оптимальности, в том числе критериев снижения риска срыва плана производства и повышения эффективности использования оборудования при ограничениях, установленных соответственно на стратегическом и тактическом уровнях управления.
-
Получены новые зависимости параметров своевременности поставки и себестоимости продукции от параметров планирования метизно-металлургического производства, позволяющие решать многокритериальные задачи оптимального управления качеством продукции.
Элементы научной новизны, реализующие принципы TQM, представлены на рис. 2.
Принципы TQM
Лидерство руководителей
Принятие решений на основе фактов
Вовлечение работников
Процессный подход
Системный
подход
Элементы научной новизны и практической значимости
Иерархия принятия решений
Комплексный критерий
ERP-система «Капитал CSE»
Ориентация на потребителя
Мат. модели планирования
Постоянное улучшение
Механизмы управления
Интеллектуализа-ция управления
Коллективное принятие решений
Информатизация управления
Дальновидная адаптация
Оптимизация управления
Рис. 2. Схема реализации принципов TQM
Практическое значение работы заключается в следующем:
1. Разработана новая отечественная ERP-система «Капитал CSE» (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2002611110), позволяющая автоматизировать процесс управления качеством продукции на метизно-металлургических и других промышленных предприятиях. Информационная система реализует такие принципы TQM, как системный подход, процессный подход и принятие решений, основанных на фактах.
2. Разработанные математические модели и алгоритмы реализованы в виде программных модулей для ERP-системы «Капитал CSE» (Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2011615956 и № 2011615957).
3. ERP-система «Капитал CSE» внедрена в ООО «Рыбинсккабель» (г. Рыбинск). На предприятии автоматизированы функции получения заказов из службы сбыта, формирования главного календарного плана производства, формирования плана производства полуфабрикатов, составления сменных заданий, сбора фактических показателей производства и перепланирования. В результате удалось повысить уровень качества выпускаемой кабельно-проводниковой продукции по таким показателям, как накладные расходы и своевременность поставки потребителям, а именно снизить затраты на управление производством на 15% и увеличить количество своевременно выполненных заказов потребителей на 2%.
4. ERP-система «Капитал CSE» внедрена в ОАО «Нижнесергинский метизно-металлургический завод» (г. Ревда) для стана 250. На предприятии автоматизированы функции получения плана выпуска проката на месяц из отдела сбыта, формирования главного календарного плана производства для стана 250 с учетом плановых простоев на ремонт и техническое обслуживание стана, сбора фактических показателей производства и перепланирования. В результате удалось повысить уровень качества выпускаемого проката по таким показателям, как накладные расходы и своевременность поставки потребителям, а именно снизить простои стана 250 на 0,3% и обеспечить согласованное перепланирование его работы при многократных изменениях планов по выпуску проката под быстро меняющийся спрос. При этом был обеспечен требуемый уровень качества проката по геометрическим и механическим свойствам.
5. Теоретические и практические результаты работы используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» при подготовке инженеров по специальности 220501 «Управление качеством», а также для студентов, обучающихся по направлению 010400 «Прикладная математика и информатика» (бакалавриат и магистратура).
