Анализ и управление производством безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Суворов, Евгений Владимирович

• Суворов, Евгений Владимирович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Суворов, Евгений Владимирович

Введение

Глава 1. Технологический процесс производства безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта и обеспечение качества

1.1. Качество листового стекла. Требования, предъявляемые ккачеству

1.2. Моделирование производственных процессов, влияющих на качество продукции

1.3. Выделение ключевых характеристик в производстве трехслойного безопасного стекла

Выводы по главе

Глава 2. Оценка качества технологической системы и технологических процессов производства безопасного многослойного стекла

2.1. Оценка надежности технологической системы производства безопасного многослойного стекла

2.2. Оценка отлаженное™ и настроенности технологических процессов по режимным переменным

2.3. Оценка отлаженности и настроенности технологических процессов по показателям свойств произведенной продукции и уровню дефектности

Выводы по главе

Глава 3. Исследование и разработка математических моделей, описывающих зависимость параметров многослойного безопасного стекла от режима моллиров

3.1. Исследование и разработка модели провиса

3.2. Исследование и разработка моделей напряжения растяжения в кромке стекла

3.3. Исследование и разработка моделей напряжения сжатия в кромке стекла

3.4. Исследование возможности упрощения структуры и повышения точности регрессионных моделей

Выводы по главе

Глава 4. Использование многофакторных моделей для анализа и принятия решений по коррекции режима моллирования в производстве многослойного стекла

4.1. Использование модели провиса для анализа и принятия решений по коррекции режима моллирования

4.2. Использование системы моделей растяжения для анализа и принятия решений по коррекции режима моллирования

4.3. Использование системы моделей сжатия для анализа и принятия решений по коррекции режима моллирования

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и управление производством безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта»

Конкуренция в условиях рыночной экономики обязывает предприятия уделять внимание проблеме качества как важнейшему фактору повышения уровня жизни населения, его социальной и экологической безопасности. Все большее число отечественных специалистов и политиков осознает, что преодоление кризисного состояния производства лежит на пути скорейшего освоения конкурентоспособной продукции с одновременным улучшением ее качества и снижением цены.

Успешное решение проблемы качества важно во многих отношениях. Оно позволяет установить новые прогрессивные пропорции между отраслями и внутри них. Эти пропорции могут быть достигнуты путем совершенствования технологии производства и повышения ее экономичности. Повышение качества продукции важно для автоматизации производственных процессов во всех отраслях.

В российской автомобильной промышленности сложилась, на первый взгляд, безвыходная ситуация. С одной стороны есть сборщики, осваивающие передовые технологии, с другой - ответственные производители автокомпонентов, но, тем не менее, конкурентоспособного автомобиля произвести не удается [2]. Сейчас слабым звеном в цепочке производства автомобилей стали взаимоотношения между поставщиками и сборщиками. И те и другие сталкиваются с непониманием со стороны партнеров по бизнесу: поставщики, предлагая более качественную, но дорожающую продукцию; сборщики, требуя снижения доли дефектов на миллион изделий (возможностей) - ррт, себестоимости продукции, сертификации.

Автопроизводители за короткий срок вышли на качественно новый уровень организации производства, используют различные подходы, концепции, методы эффективного менеджмента: TQM, FMEA, SPS, SW, Justin-time, канбан, «Шесть сигм», РРАР, MSA, 5S, Lean production.

Многие российские поставщики производят качественную продукцию, которой комплектуются иномарки, производимые в России. Автосборщики стремятся к унификации требований для своих поставщиков. Таким документом в России стали технические условия ISO/TS 16049:2002 [3]. В ISO/TS 16049 содержатся требования к СМК в области автомобилестроении, основанные на требованиях как международного (ISO 9001:2000), так и национальных стандартов. ISOfTS 16049 приняты как альтернатива этим стандартам и применяются у поставщика при предъявлении такого требования сборщиком. Наличие сертификата соответствия требованиям «автомобильного стандарта» является условием для заключения контрактов с ведущими российскими автозаводами.

В ISO/TS 16049 описаны требования к организации, а также установлены конкретные методы по достижению этих требований. Так, на предприятии должны работать FMEA-команды, в ходе перспективного планирования качества продукции (APQP - Advanced Product Qualitu Planning) для каждого из процессов должны быть определены и включены в план управления соответствующие статистические инструменты (SPS -статистическое управление процессами); необходимо освоить РРАР (Product Part Approval Process - процесс согласования производства части) и MSA (Measure-ment-System-Analusis - анализ измерительных систем). Комплексное использование названных методов позволяет производить более качественную продукцию.

Настало время, когда производители продукции поняли, что путь их выживания и благополучия в рыночной среде - это создание продукции высокого качества, конкурентоспособной как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Вопросам управления качеством, охраной окружающей среды посвящены исследования ученых разных стран. Неоценимый вклад в развитие концепции управления качеством внесли работы россиян Венецкого И.Г., Длина A.M., американцев В.Шухарта, Э.Деминга, А.Фейгенбаума и др.

Серьезную основу для развития теории управления качеством и концепции интегрированной системы менеджмента (ИСМ), прежде всего применительно к стекольному производству, заложили труды отечественных академиков в области химической технологии и стекольного производства Кафарова В.В., Китайгородского И.И., Саркисова П.Д., академика в области теории систем и управления Прангишвили И.В.

Накоплен значительный опыт в области интеграции систем управления, важность внедрения ИСМ для предприятий России отражена в работах Адлера Ю.П., Бочарова В.В., Василевской С.В., Гусевой Т.В., Никифорова А.Д., Макарова Р.И., Свиткина М.З., Тарбеева В.В. и др. В текущем году появилась работа Хорошевой Е.Р., посвященная теоретическим основам построения интегрированных систем управления промышленных предприятий (на примере стекольных заводов) [5].

ОАО «Борский стекольный завод» имеет богатые традиции в области управления качеством продукции и природоохранной деятельности. Борский стекольный завод входит в семью предприятий Группы Asahi, в тоже время является лидером стекольной отрасли России. На рынке автомобильного стекла стекольный завод удерживает лидирующие позиции. Качество продукции завода подвержено неоднократным аудитам автопроизводителей и сертификатом поставщика Ford Q1. Значительная часть продукции лидера российского автомобилестроения ОАО «ВАЗ» комплектуется стеклами производства Борского стекольного завода.

На заводе ведутся работы по совершенствованию систем менеджмента, итогом которого станет получение единого сертификата на соответствие требованиям международных стандартов ISO 9001, ISO 14001 и OHSAS 18001 с областью распространения на организации Группы Glaverbel в России.

Производственная деятельность стекольного завода сопряжена с потенциальной опасностью загрязнения окружающей среды или нанесения ей ущерба. Завод контролирует свою деятельность с целью соблюдения соответствующих природоохранных стандартов, реализует программы по охране окружающей среды.

В ОАО «Борский стекольный завод» ведутся работы по совершенствованию систем менеджмента. Уделяется большое внимание повышению уровня и компетенции сотрудников, зная, что будущее компании зависит от суммы накопленных внутри компании знаний и их применения. На заводе работает школа «Секреты успеха», где обучаются молодые и талантливые сотрудники отделов и подразделений компании.

Значительное внимание завод уделяет внедрению последних достижений науки в области менеджмента в производство. Финансирует проведение научных исследований, направленных на повышение эффективности систем менеджмента, в которых активное участие принимают ведущие специалисты завода и защищают ученые степени.

Результаты научных исследований и практический опыт внедрения в производство нашли отражение в изданных учебных пособиях, рекомендованных для студентов, обучающихся по направлению 653500 «Строительство» [6, 7].

Вместе с тем следует отметить, что на сегодня мало научных работ, посвященных управлению качеством производства безопасного многослойного стекла (триплекса) для автомобильного транспорта. Пионерской работой в этой области была кандидатская диссертация Чуплыгина В.Н. [8], в которой с использованием системного анализа и моделирования исследованы принципы создания системы управления качеством триплекса. Оценена эффективность применения статистических методов при контроле качества продукции, определении точности и стабильности технологических процессов производства и удовлетворенности потребителей качеством вырабатываемого стекла и обслуживанием. Однако, объектом исследования было старое производство триплекса, которое закрыто в 2006г. Вместо него построено и запущено новое производство триплекса (BRL-2). Все производство автомобильного стекла в настоящее время сконцентрировано в едином модуле [4]. Переход на высокопроизводительную автоматизированную технологию производства многослойного автомобильного стекла потребовал проведения новых исследований по анализу и управлению этим производством.

Целью диссертационной работы является повышение качества вырабатываемого безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Создана модель технологического процесса производства безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта. Определены критичные, с точки зрения качества, показатели процессов и определены инструменты, используемые при контроле качества.

2. С использованием методов статистического анализа оценено качество технологической системы и технологических процессов производства безопасного многослойного стекла на примере производства ветрового стекла ВАЗ 2110.

3. Предложена методика выбора представительных импульсов из множества данных с использованием методов многомерного статистического анализа - кластерного и множественного корреляционного анализов.

4. Разработаны математические модели, описывающие зависимость параметров многослойного безопасного стекла от режима моллирования.

5. Использованы многофакторные модели для анализа и принятия решений по коррекции режима моллирования в производстве многослойного стекла.

Основные обозначения и сокращения, используемые в работе

ИСМ - интегрированной системы менеджмента; ПКО - производственное коммерческое объединение; Ррт {part per million) - доля дефектов на миллион изделий (возможностей);

РРАР (Product Part Approval Process) - процесс согласования производства части;

MSA (Measure-ment-System-Analusis) - анализ измерительных систем; MSPS (.Multivariate Statistical Process Control) - многомерный статистический контроль процессов;

Lean production - бережливое производство;

TQM- всеохватывающий, тотальный менеджмент качества;

SPS (Statistical Process Control) - статистический контроль процессов;

СМК - система менеджмента качества;

APQP (Advanced Product Qualitu Planning)

PAT (Process Analytical Technology) - технология анализа процессов; CC (Critical Characteristic) - критические показатели; SC (Significant Characteristic) - значительные показатели; Yield - выход продукции;

CU- коэффициент использования оборудования;

Net cadence - производительность по качественному стеклу;

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Суворов, Евгений Владимирович

Выводы по главе 4

1. Предложена методика, позволяющая на основе анализа гистограммы распределения отклонений провиса в вырабатываемом стекле и использования метода морфологического ящика выбирать решения по коррекции температурного режима печи моллирования. Для уменьшения разброса провиса в многослойном стекле необходимо уменьшить в два раза колеблемость температуры в точках Т22, Т32, Т45 камер печи моллирования.

2. С использованием системы моделей, описывающих напряжения растяжения в кромке стекла, и метода морфологического ящика показана необходимость стабилизации температурного режима дополнительно в точке Т49 камеры отжига печи моллирования. При этом обеспечивается требуемый размах напряжений растяжения в кромке стекла при его производстве.

3. С использованием системы моделей напряжения сжатия и метода морфологического ящика проведен анализ и выбрано решение по коррекции температуры в камерах печи моллирования, обеспечивающее выработку качественного многослойного стекла с поверхностными напряжениями, удовлетворяющими техническим требованиям.

Заключение

1. На основе анализа состояния современных систем управления производством безопасного многослойного стекла для автомобильной промышленности показана актуальность проведения теоретических исследований и разработок, направленных на совершенствование систем управления технологическими процессами.

2. Создана процессная модель технологического процесса производства многослойного стекла. Проведена идентификация процессов. Выделены ключевые характеристики в производстве трехслойного безопасного стекла. Определены наиболее критичные, с точки зрения качества, показатели процессов и определены инструменты, используемые при контроле качества.

3. Оценена надежность технологической системы производства безопасного многослойного стекла по производительности, коэффициенту использования машин стадий изготовления стекла и выходу продукции.

4. Предложена методика выбора представительных импульсов из множества данных с использованием методов многомерного статистического анализа- кластерного и множественного корреляционного анализов.

5. Проведен анализ вида дефектов, возникающих в процессе выработки безопасных стекол. Большая доля дефектов связана с боем заготовок стекла на пирамидах, дефектами печати, царапинами, грязью и сколами.

6. Проведены исследования отклонения поверхности стекла от опорной поверхности контрольного шаблона, показаны условия воспроизводимости и управляемости процесса. Разработана регрессионная модель, описывающая зависимость провиса от режима моллирования.

7. Разработаны системы регрессионных уравнений, описывающие зависимость напряжений растяжения и сжатия в кромке стекла от режима моллирования. Оценено влияние факторных переменных на параметры вырабатываемого стекла.

8. Проведен анализ возможности повышения точности моделей, описывающих зависимость параметров многослойного безопасного стекла от режима моллирования. Оценено влияние погрешностей измерения температуры в каналах печи моллирования на точность регрессионных моделей. Показана необходимость повышения точность измерения температур в определенных точках печи моллирования либо «раскачивания» этих температур при идентификации.

9. Предложена методика, позволяющая на основе анализа гистограммы распределения отклонений параметров в вырабатываемом стекле и использования метода морфологического ящика, выбирать решения по коррекции температурного режима печи моллирования.

10. С использованием системы многофакторных моделей и метода морфологического ящика решена задача поддержки принятия решений по коррекции режима моллирования в производстве многослойного стекла.

11. Разработанные методики статистического анализа и регулирования технологического процесса использованы в ПКО «Автостекло» ОАО «Борский стекольный завод» при анализе и выработке корректирующих действий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Суворов, Евгений Владимирович, 2007 год

1. Никифоров А.Д. Управление качеством, М.: ДРОФА, 2004.- 720с.

2. Патовая ситуация: надолго ли? Конференция / Методы менеджмента качества. 2006, №5. - С.54-56.

3. ИСО/ТУ 16949:2002. Системы менеджмента качества. Особые требования по применению стандарта ИСО 9001:2000 в автомобилестроении и организациях, поставляющих соответствующие запасные части.

4. Годовой отчет ОАО «Борский стекольный завод». Газета Стеклозаводец, спецвыпуск, 28.06.2007.

5. Хорошева Е.Р. Теоретические основы построения интегрированных систем управления промышленных предприятий (на примере стекольных заводов). Автореферат докторской диссертации, Владимир, 2007.- 32с.

6. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Лукашин С.А. Автоматизация производства листового стекла (флоат-способ): Учебное пособие. М: Ассоциация строительных вузов, 2002. -192с.

7. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Хорошева Е.Р., Попов Ю.М., Чуплыгин В.Н. Управление качеством листового стекла (флоат-способ): Учебное пособие. М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2004.-152с.

8. Чуплыгин В.Н. Управление качеством безопасного многослойного стекла для автомобильного транспорта. Автореферат кандидатской диссертации, Бор, 2005.- 22с.

9. Управление качеством продукции: Учеб. пособие / Под ред. Н.И. Новицкого. М.: ООО «Новое знание», 2002. - 367с.

10. ГОСТ 5727 88. Стекло безопасное для наземного транспорта. Общие технические условия. ИПК Издательство стандартов, Москва,2001. 17с.

11. Тарбеев В.В. Прогрессивные технологические процессы при производстве полированного стекла на Борском стекольном заводе / Учебное пособие. Нижний Новгород, 1997. 115с.

12. Давид Марка, Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. М.: 1993, 240с.

13. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Чуплыгин В.Н., Хорошева Е.Р. Процессный подход и статистические методы управления качеством триплекса. Стекло и керамика, №8,2004.-СЗ 5.

14. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Тарбеев В.В., Чуплыгин В.Н., Левковский Д.И. Процессная модель производства безопасного многослойного гнутого стекла / Межвуз. сб. науч. тр. Краеведение и регионоведение, Часть 2, -С.130 134.

15. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Суворов Е.В., Кочетов А.И. Модель системы менеджмента качества производства безопасного стекла для наземного транспорта / Материалы четвертой всероссийской конференции 21 февраля 2006г., том 2, Вологда. С. 111-114.

16. Суворов Е.В., Кочетов А.И., Макаров Р.И., Использование математических моделей для оценки качества технологического процесса производства трехслойного безопасного стекла.

17. Зворыкин Н.М. Реализация процессного подхода на промышленном предприятии /Методы менеджмента качества. -2004. -№1. -С.35-40.

18. Малышев О.В. Реконструкция метамодели процесса по стандартам ISO серии 9000:2000/ Методы менеджмента качества, №9,2004. -С. 17-20.

19. Розно М.И. От «голоса потребителя» до производства без проблем / Методы менеджмента качества, 2006, №3. -С8-13.

20. ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Методы анализа видов и последствий потенциальных дефектов.

21. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы: Учебник. М.: Финансы и статистика, 2003. -352с.

22. Кучерявский С.В. Технология анализа процессов / Методы менеджмента качества, 2006, №5. -С 12-17.

23. Федюкин В.К. Управление качеством процессов. СПб.: Питер, 2004.-208с.

24. Евсеев С.Н. Попробуем разобраться. / Методы менеджмента качества, 2006, №5. -С.4-8.

25. Красноперов И.С., Суворов Е.В. Обоснование выбора точек контроля температурного режима моллирования многослойного стекла / Сб. тр. XX международной научной конференции. Математические методы в технике и технологиях. Ярославль, 2007. Том 7, -С.283-285.

26. Н.В. Смирнов, И.В. Дунин-Барковский. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М.: Физматгиз, 1959.-436с.

27. Мельцаева О.А., Суворов Е.В. Обоснование выбора точек контроля процесса молирования многослойного стекла / Сб. тр. XX международной научной конференции. Математические методы в технике и технологиях. Ярославль, 2007. Том 7, -С.285-286.

28. Эконометрика: Учебник. / Под ред. И.И. Елисеевой. М.: Финансы и статистика, 2002. -344с.

29. Экономико-математические методы и прикладные модели: Учеб. пособие для вузов / В.В.Федосеев, А.Н. Гамаш, Д.М. Дайтбегов, И.В. Орлова, А.Половников,- М.:ЮНИТИ, 1999.-391 с.

30. Макаров Р.И., Суворов Е.В., Кочетов А.И. Анализ влияния режима моллирования на форму поверхности многослойного стекла/ Сб. тр. XX международной научной конференции. Математические методы в технике и технологиях. Ярославль, 2007. Том 5, -С.163-165.

31. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ: Пер. с англ./Дж.Щ.Ким, Ч.У. Мьюллер, У.Р. Клекка и др.; Под ред. И.С. Енюкова.-М.: Финансы и статистика, 1989.-215 с.

32. Сошникова JI.A., Тамашевич В.Н., Уебе Г., Шефер М. Многомерный статистический анализ в экономике: Учеб. Пособие для вузов/Под ред. проф. В.Н. Тамашевича.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999.-558 с.

33. Бородюк В.П., Лецкий Э.К. Статистическое описание промышленных объектов. М., Энергия, 1971. 112 с.

34. Основы автоматического управления/ под. ред. B.C. Пугачева. Наука, Главная ред. Физ-мат. Литературы, 1967, 680с.

35. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. -М.: Высш. шк., 2004 -616 с.

36. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учеб. пособие. -Ростов н/Д: Феникс, 2000. -256с.-(Учебники «Феникса»).

37. Начальник производства «Триплекс» 5 сентября 2007 г.1. И®