Анализ и управление технологическим процессом приготовления стекольной шихты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Ефременков, Валерий Вячеславович

• Ефременков, Валерий Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ефременков, Валерий Вячеславович

Введение.'.

Основные обозначения и сокращения, используемые в работе

Глава 1 ПРОЦЕСС ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ШИХТЫ

1.1 Производство листового стекла флоат-способом. Место цеха выработки шихты в производственном процессе

1.2 Факторы, влияющие на качество стекла. Совершенствование технологического процесса приготовлением шихты.

1.3 Постановка задачи управления процессом приготовления шихты в СМК производства листового стекла.

Выводы по главе 1.

Глава 2. СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА ЦЕХА ВЫРАБОТКИ ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА.

2.1 Системный подход к управлению качеством приготовления шихты.

2.2 Разработка модели технологического процесса приготовления шихты. Идентификация процессов.

2.3 Система менеджмента качества цеха выработки шихты ПО «Полированное стекло»

2.4 Система управления охраной окружающей среды цеха выработки шихты

Выводы по главе

ТРОЛЯ.

3.1 Оценка качества процесса приготовления шихты для производства листового стекла, показатели качества процесса

3.2 Методы и алгоритмы статистического контроля качества сырьевых материалов.

3.3 Методы статистического контроля технологического процесса приготовления шихты

Выводы по главе

Глава 4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ШИХТЫ НА КАЧЕСТВО ВЫРАБАТЫВАЕМОГО СТЕКЛА. АЛГОРИТМЫ СТАТИСТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ.82 4.1 Анализ отходов стекла в процессе производства. Влияние плотности и химического состава стекла на отходы

4.2 Анализ влияния качества шихты на плотность стекла. Алгоритмы статистического регулирования рецепта стекла

4.3 Алгоритмы статистического регулирования процесса приготовления шихты.

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и управление технологическим процессом приготовления стекольной шихты»

Листовое стекло представляет важнейший вид продукции, вырабатываемой стекольной промышленностью. Наибольшую часть листового стекла используют в промышленности, гражданском, жилищном и сельскохозяйственном строительстве. Крупными потребителями являются автомобилестроение, вагоностроение, железнодорожный транспорт.

Тенденция развития производства листового стекла в мире такова, что флоат-процесс как новейший и наиболее прогрессивный вытесняет остальные способы выработки стекла.

Переход России к рыночной экономике, конкурентная среда в условиях рынка обязывают руководителей стекольных производств уделять большое внимание проблемам качества. Между качеством и эффективностью производства существует прямая зависимость [3]. Повышение качества способствует повышению эффективности производства, снижению затрат и увеличению доли рынка. За понятием качества всегда стоит потребитель, он выбира- , ет наиболее предпочтительные свойства товара. История многих зарубежных и отечественных компаний стекольных производств - яркое подтверждение этому. Так, Европейская группа компаний «Главербель» и крупнейший отечественный производитель высококачественного стекла ОАО «Борский стекольный завод» наглядно демонстрируют эту зависимость [7].

В настоящее время сертификат, подтверждающий соответствие продукции международным стандартам на систему качества, служит решающим фактором для заключения контракта на поставку продукции. Многие фирмы - производители стекла имеют системы качества, на различных предприятиях они индивидуальны [4]. Тем не менее, мировая наука и практика сформировали общие принципы построения таких систем, которые изложены в стандартах ИСО серии 9000 и в отечественном аналоге - ГОСТ Р ИСО 9001:2001 «Системы менеджмента качества. Требования» [6].

ГОСТ Р ИСО 9001:2001 рекомендует использовать модель системы менеджмента качества (СМК), основанную на процессном подходе. Для создания системы менеджмента качества требуется стратегическое решение организации. При этом организация должна определить ответственность руководства и обеспечить СМК требуемыми ресурсами: человеческими, инфраструктурой и производственной средой. Повысить качество невозможно без изменения отношения к качеству руководителей на всех уровнях управления, пока они не станут относиться к качеству как к образу жизни.

Исторически управление качеством началось с контроля готовой продукции. Вплоть до середины 1960-х годов главная роль отводилась отбраковке дефектной продукции. Большую помощь в контроле качества оказали методы математической статистики, которые позволили с заданной вероятностью оценивать качество изделий с применением выборочного метода. Работы российских ученых П.Л.Чебышева, A.M. Ляпунова послужили теоретической основой выборочного контроля качества.

На совершенствование методов обеспечения качества оказали влияние такие отрасли наук, как исследование операций, кибернетика, системотехника и общая теория систем. Кибернетический подход послужил основой появления концепции управления качеством, которая пришла на смену концепции контроля. Неоценимый вклад в развитие концепции управления качеством внесли работы россиян И.Г.Венецкого, А.М.Длина, американцев В.Шухарта, Э.Деминга, А.Фейгенбаума. и др. [5].

Проблемой повышения качества продукции в настоящее время занимаются во всех странах мира, о чем свидетельствуют многочисленные публикации. Исследования в данной области показывают, что решение проблемных вопросов обеспечения повышения качества продукции во многих странах стало национальным движением. К сожалению, в настоящее время Россия все еще находится в числе отстающих стран в области решения задач управления качеством. Немногие российские товары выдерживают конкуренцию на мировом рынке. Это касается и большинства товаров стекольной отрасли. Однако активное использование собственного и зарубежного опыта в области управления качеством, стимулирование научных исследований в этой области может дать позитивные результаты в ближайшем будущем.

Выполненные в последние годы под научным руководством профессора Макарова Р.И. исследования в области управления качеством стекла и практическая реализация результатов исследований в ОАО «Борский стекольный заводя» [2, 70, 29, 46, 71] вносят значительный вклад в решение проблемы повышения качества продукции на российских стекольных заводах.

Данная диссертационная работа посвящена решению задачи повышения качества приготовления стекольной шихты в рамках СМК производства листового стекла на примере ОАО «Борский стекольный завод».

Целью диссертационной работы является повышение качества вырабатываемого листового стекла за счет совершенствования системы управления технологическим процессом приготовления стекольной шихты.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Проведен анализ используемых на стекольных заводах схем и алгоритмов управления процессом приготовления шихты для обоснования и выбора подхода к решению задачи управления качеством шихты.

2. Разработана система управления процессом приготовления шихты в составе ИСМ производства листового стекла на основе процессного подхода и использования статистических методов контроля для выработки корректирующих действий.

3. Для защиты работающего персонала, оборудования и окружающей среды от вредных воздействий создана система управления охраной окружающей среды, интегрированная с системой менеджмента качества цеха выработки шихты.

4. Разработана модель технологического процесса приготовления шихты. Проведена идентификация процессов, определена их прослеживаемость.

5. Оценена эффективность применения статистических методов при контроле качества сырьевых материалов, шихты, определении точности и стабильности технологического процесса приготовления шихты для стекловарения.

6. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, обеспечиваемые технологическим процессом приготовления шихты.

7. Составлено уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

8. Разработаны алгоритмы статистического регулирования технологического процесса приготовления шихты.

Основные обозначения и сокращения, используемые в работе

АСУ - автоматизированная система управления;

АСУТП — автоматизированная система управления технологическими процессами;

ДСЛ - дозировочно-смесительная линия; ИСМ {IMS) - интегрированная система менеджмента; ИСО - международная организация по стандартизации; ИТР - инженерно-технические работники;

КИС - по смыслу: коэффициент использования стекла или контрольная испытательная станция;

КФУ - методология анализа - критические факторы успеха;

НД - нормативная документация;

ОАО - открытое акционерное общество;

ОУК - отдел управления качеством;

ПО - производственное объединение;

ППР - плановые предупредительные работы;

ПТЛ - поточно-транспортная линия;

СК - система качества;

СМК - система менеджмента качества;

СЭМ - система экологического менеджмента;

СПБиОТ — система профессиональной безопасности и охраны труда; СТП - стандарт предприятия; ТУ - технические условия; УК - управление качеством; ЦЗЛ - центральная заводская лаборатория; ЦПУ - центральный пульт управления; DFD (Data Flow Diagrams) - диаграммы потоков данных; IDEF0 - методология, используемая для моделирования бизнес-процессов;

CASE - Computer Aided Software Engineering (инструментарий для автоматизации процесса проектирования и разработки программного обеспечения;

PDCA (Plan-Do-Check-Action) - планирование - деятельность - контроль - корректирующие действия.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Ефременков, Валерий Вячеславович

Выводы по главе 4

1. Проведен анализ влияния плотности и химического состава стекла на отходы производства. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства.

2. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, которые должны обеспечиваться технологическим процессом приготовления шихты.

3. Выполнен анализ влияния качества шихты на плотность стекла. Получено регрессионное уравнение, описывающее зависимость плотности от химического состава стекла. Предложены алгоритмы статистического регулирования рецепта стекла.

4. Получено квадратичное уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

5. Показана эффективность применения статистических методов в технологии приготовления шихты. Разработаны алгоритмы статистического регулирования процесса приготовления шихты.

Заключение

1. На основе анализа состояния систем управления качеством листового стекла показана актуальность проведения теоретических исследований и разработок, направленных на совершенствование системы управления процессом приготовления шихты на основе процессного подхода и использования статистических методов контроля для выработки корректирующих действий.

2. Рассмотрены схемы и алгоритмы управления процессом приготовления шихты. Предложен системный подход к управлению качеством шихты, реализованный в виде системы менеджмента качества.

3. Для защиты работающего персонала, оборудования и окружающей среды от вредных воздействий создается система управления охраной окружающей среды, интегрированная с системой менеджмента качества цеха выработки шихты.

4. Разработана модель технологического процесса приготовления шихты. Проведена идентификация процессов, определена их прослеживаемость.

5. Показана эффективность применения статистических методов при контроле качества сырьевых материалов, шихты, определении точности и стабильности технологического процесса приготовления шихты для стекловарения.

6. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, обеспечиваемые технологическим процессом приготовления шихты.

7. Получено квадратичное уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

8. Разработаны алгоритмы статистического регулирования технологического процесса приготовления шихты.

9. Основные положения диссертации использованы в ЗАО «Стромизмеритель» при проектировании составных цехов для стекольных производств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ефременков, Валерий Вячеславович, 2006 год

1. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Лукашин С.А. Автоматизация производства листового стекла (флоат-способ) / Под ред. Р.И. Макарова; М.: изд-во Ассоциации строительных вузов, 2002.-192с.

2. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Хорошева Е.Р., Попов Ю.М., Чуплыгин

3. В.Н. Управление качеством листового стекла (флоат-способ): Учебноепособие. -М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2004.-152с.I

4. Управление качеством: Учеб. для вузов / С.Д. Ильенкова, Н.Д. Ильенкова, B.C. Мхитраян и др.; Под ред. С.Д. Ильенковой. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998—199с.

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

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

7. ГОСТ Р ИСО 9001-2001. Системы менеджмента качества. Требования. М.: Госстандарт России.- 20с.

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

9. Тарбеев В.В. Управление качеством листового стекла / Автореферат ' кандидатской диссертации. Бор, 2003.-21с.

10. Тыкачинский И.Д. Проектирование и синтез стекол и ситаллов с заданными свойствами. М.: Стройиздат, 1977.-144 с.

11. Тыкачинский И.Д., Требушенко Л.А., Сорокина А.Е. Расчет состава стекла в зависимости от комплекса его свойств // Стекло и керамика. 1985.-N11.- С.11- 13.

12. Будов В. М., Саркисов П.Д. Производство строительного стекла. -М.: Высш. шк., 1977.-208 с.

13. Фандерлик М. Пороки стекла. М.: Госстройиздат, 1964.

14. Солинов Ф.Г. Производство листового стекла. М.: Стройиздат, 1976.-288 с.

15. Тарбеев В.В., Шепелев Д.Н., Бутняков А.И., Цепелева Т.Г. Производство стекла. Н. Новгород: ФГУИПП «Нижполиграф», 2002.-224с.

16. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Субботин К.Ю. Статистическое регулирование технологического процесса производства стекла //Сб. науч. ст. М.: Горячая линия Телеком, 2005.

17. Грабауров В.А. Информационные технологии для менеджеров. М.: Финансы и статистика, 2001.-368с.

18. Панкова Н.А., Ларюшкина О.В. Возможная замена сырьевых материалов в непрерывно действующем производстве изделий из стекла// Стекло и керамика. 1995. -N6.-C.10-12.

19. Васильев С.К., Орлов Д.Л., Чесноков А.Г. Контроль содержания оксидов железа в бесцветном листовом стекле// Стекло и керамика. 1989.-С.9-10.

20. Автоматизация управления раскроем, резкой и контроль качества листового стекла// Обзорная информация. М.: ВНИИЭСМ, 1974.

21. Государственный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р ИСО 14001-1998. Системы управления окружающие средой. Требования и руководство по применению. Госстандарт России, 1998-15с.

22. Першин М.А. Определение категорийности стекольной шихты как критерия эффективности работы составного цеха/ сб. науч. тр. ГИС, Автоматизация технологических процессов в производстве стекла. М., 1985-С.79-84.

23. Маневич В.Е., Субботин К.Ю., Бенюхис Д.Л. Дозирование сырьевых компонентов стекольной шихты (Обзор)// Стекло и керамика. -1990. N7.-C.10-l 1.

24. Давид Марка, Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. М.: 1993,- 40с.

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

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

27. Розно М.И., Шинко JT.B. Пора заняться технологическим процессом / Методы менеджмента качества, №7, 2004.-С.39-45.

28. Адлер Ю.П., Шпер B.JT. Контрольные карты Шухарта в действии / Методы менеджмента качества, №2, 2004.-С.34-37.

29. Попов Ю.М. Исследование и разработка системы управления качеством при производстве листового стекла / Автореферат кандидатской диссертации. Владимир, 2004.-19с.

30. Практикум по теории статистики: Учеб. пособие / Под ред. Проф. Р.А. Шмойловой. -М.: Финансы и статистика, 1998.-416с.

31. Макаров Р.И., Молодкин А.В., Ефременков В.В., Субботин К.Ю. Статистический анализ производства листового стекла/межвуз. сб. научн. трудов Экономика и экономическое образование. Филиал ГОУ ВПО ВЗФЭИ в городе Владимире, Владимир, 2005.

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

33. Спирин Ю.Л., Дедюков С.Н., Злотник Е.М. Расчет оптимального рецепта шихты // Стекло и керамика. 1980. - N11.-С.6-8.

34. Дубинин В.Т., Старчаус И.И., Фомин Ю.В. и др. Особенности варки стекла при нестабильном содержании оксидов железа // Стекло и керамика. -1981. N10.-C.27-28.

35. Никифоров А.Д. Управление качеством: Учебное пособие для вузов. М.: Дрофа, 2004.-720с.

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

37. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Субботин К.Ю., Ефременков В.В., Молодкин А.В. Влияние технологического процесса приготовления шихты на ее качество. Стекло и керамика, №4, 2005.-С.42-43.

38. Сорокина А.Е., Панкова Н.А. Оценка качества стекольной шихты// Стекло и керамика, №6, 1982.-С.6-7.

39. Макаров Р.И., Лукашин С.А. Математические модели для статистического анализа и регулирования процесса отжига листового стекла/Стекло и керамика, №9, 2001.-С.З-6.

40. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Субботин К.Ю., Ефременков В.В. Моделирование системы управления окружающей средой цеха подготовки шихты// Стекло и керамика, №4, 2005.-С35-37.

41. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Попов Ю.М., Огрызков С.А., Отцова Е.А. Интегрированная система управления (IMS). Сборник научн. трудов вузов России. Проблемы экономики, финансов и управления производством. Иваново, 2003. - С.243-248.

42. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Огрызков С.А., Субботин К.Ю., Ефременков В.В. Система менеджмента качества цеха приготовления шихты// Стекло и керамика, №7, 2005.-С.29-30.

43. Молодкин А.В. Анализ и управление производством листового стекла /Автореферат кандидатской диссертации. Бор, 2005.-19с.

44. Макаров Р.И., Дубов И.Р., Лукашин С.А. Анализ стабильности производства полированного листового стекла//Стекло и керамика, №9, 2000.-С. 19-20.

45. Круговой график-радар / Методы менеджмента качества. 2004. №9.-С.50-51.

46. Макаров Р.И. Автоматизация технологического процесса производства листового стекла на основе математических моделей / Автореферат докторской диссертации. Владимир, 1998г.- С.32.

47. Хаймович М.М., Субботин К.Ю. Автоматизация расчета рецепта шихты// Стекло и керамика, №4, 2005.-С.27-30.

48. Кондратьев Д.Г., Хаймович М.М., Гордиенко В.В., Ашихмин А.В. Автоматизированные системы управления технологическими процессами производства стекольной шихты// Стекло и керамика, №4, 2005.-С.17-19.

49. Маневич В.Е. Новая техника и технология в производстве сырьевых смесей// Стекло и керамйка, №4, 2005.-С.5-7.

50. Ощекина Е.Ю., Королева С.В. Проектирование систем аспирации в составных цехах стекольных заводов// Стекло и керамика, №4, 2005.-С.З8-41.

51. Ефременков В.В., Кочин Н.Н. Совершенствование дозирования красителей и обесцвечивателей стекломассы// Стекло и керамика, №4, 2005-С.8-9.

52. Ефременков В.В., Ручкин В.В., Шиманов А.А. Дозирование жидких компонентов стекольной шихты// Стекло и керамика, №4, 2005.-С.10-11.

53. Ручкин В.В., Кондратьев Д.Г., Помыткин Д.Е. Транспортное оборудование составных цехов// Стекло и керамика, №4, 2005-С. 12-13.

54. Макурин В.А., Сорокина Т.А., Самарина Н.К., Решетников А.В. Проектирование, реконструкция и строительство составных цехов// Стекло и керамика, №4, 2005.-С. 14-16.

55. Ефременков В.В., Березин В.Н., Рожков B.C., Либерман A.M., Киндер В.А. Современная АСУТП производства стекольной шихты// Стекло и керамика, №7, 1995.-С.З-4.

56. Ефременков В.В., Березин В.Н., Рожков B.C., Либерман A.M., Тарбеев В.В., Чалов В.П. Автоматизированная система управления технологическими процессами приготовления стекольной шихты//Стекло и бизнес, №3, 2000-С. 18-19

57. Панкова Н.А., Сорокина А.Е. Корректировка рецепта стекольной шихты// Стекло и керамика, №9, 1987 -С.29-30.

58. Адаскин М.Г., Гельфанд Я.Е., Яковис Л.М.Автоматизированное корректирование рецепта стекольной шихты по результатам экспрессных анализов химического состава /сб. науч. тр. ВИАСМ АСУТП производства строительных материалов. Ленинград, 1984.-С. 16-31.

59. Адаскин М.Г. Управление приготовлением стекольной шихты по результатам экспресс-анализа химического состава /сб. науч. тр. ГИС Автоматизация технологических процессов в производстве стекла. Москва, 1985.-С.84-90.

60. Спирин Ю.Л. и др. Расчет оптимального рецепта шихты// Стекло и керамика, №11, 1980-С.6-8.

61. Панкова Н.А., Михайленко Н.Ю. Стекольная шихта и практика ее приготовления /учебное пособие, М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1997.-80с.

62. Приготовление шихты для производства стекла листового. Технологический процесс. Стандарт предприятия СТП 001 2003, ОАО «Борский стекольный завод», Бор.-50с.

63. Хорошева Е.Р., Субботин К.Ю., Ефременков В.В. Процессная модель приготовления шихты для производства бесцветного листового стекла/сб. науч. ст. Методы и системы обработки информации. М.: Горячая линия-Телеком, 2004.

64. Методические материалы для слушателей семинара: «Современный менеджмент качества. Системы менеджмента качества на основе модели ИСО 9001:2000» (для специалистов предприятий). Версия 09.08.2002г. Российский морской регистр судоходства.

65. Тельнов Ю.Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов. — М.: Финансы и статистика, 2003.-256с.

66. Тарбеев В.В. Основы разработки системы менеджмента качества на стекольных заводах /Автореферат докторской диссертации. Бор, 2005.-37с.

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