Информационно-управляющая система для поддержки принятия решений при управлении качеством железнодорожных перевозок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Супрун, Владимир Николаевич

• Супрун, Владимир Николаевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Супрун, Владимир Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СППР ПРИ УПРАВЛЕНИИ КАЧЕСТВОМ.

1.1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1.1. История менеджмента качества.

1.1.2. Обучение персонала как обязательный элемент СМК.

1.1.3. Total Quality Management (TQM).

1.1.4. ИСО.

1.1.5. Работы в области СМК в ОАО "РЖД".

1.2. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА.

1.2.1. Опыт пилотных зон СМК ОАО "РЖД".

1.2.2. Опыт ИрГУПС и других вузов по выбору параметров.

1.2.3. Удовлетворенность заказчика как показатель качества.

1.3. ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.3.1. Роль СППР в СМК.

1.3.2. Применение опыта создания СМК к РЖД.

1.3.3. Постановка задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СППР.

2.1. СМК КАК СИСТЕМА АВТОРЕГУЛИРОВАНИЯ.

2.1.1. Проблемы внедрения СМК.

2.1.2. Обратные связи в управлении.

2.1.3. Замкнутые контуры управления.

1 2.1.4. СМК как супервизор системы авторегулирования.

2.1.5. Трехконтурная схема подчиненного регулирования.

2.2. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОНТУР.

2.2.1. Красноярская ж.д. как объект управления.

2.2.2. Перевозка угля.

2.2.3. Перевозка леса.

2.2.5. Перевозка нефти.

2.2.6. Перевозка руды.

2.2.7. Прочие грузы.

2.2.8. Математическое описание.

2.3. КОНТУР АНАЛИЗА УДОВЛЕТВОРЕННОСТИ КЛИЕНТОВ.

2.3.1. Удовлетворенность как объект измерения.

2.3.2. Квалиметрия.

2.4. КОНТУР СТАТИСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ.

2.4.1. Сбор данных.

2.4.2. Объективные источники информации.

2.4.3. Информационная поддержка.

2.4.4. Контроль дислокации подвижного состава.

2.4.5. АСУ хозяйств и системы формирования отчетности.

2.4.6. ЕК АСУФР.

2.4.7. Выводы.

2.5. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ.

2.5.1. Информация в системах авторегулирования.

2.5.2. СМК как система авторегулирования.

2.5.3. Модель СМК Красноярской ж.д.

2.5.4. Структура СППР.

3. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ.

3.1. ВЫБОР МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1.1. Основные показатели работы железных дорог.

3.1.2. Анализ случайных величин.

3.1.3. Особенности применения корреляционного анализа.

3.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.2.1. Сбор данных.

3.2.2. Пересчет нарастающего итога.

3.2.3. Проверка данных на непротиворечивость.

3.2.4. Расчет показателей в пределах группы.

3.2.5. Выбор показателей для анализа между группами.

3.2.6. Расчет коэффициентов корреляции между группами.

3.2.7. Анализ полученных данных.

3.2.8. Заключительный анализ.

3.3. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

3.4. РАСЧЕТ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ МАТРИЦ.

3.5. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ.

3.6. ФОРМАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.6.1. Ярко выраженные зависимости величин.

3.6.2. Существенные зависимости величин.

3.6.3. Отсутствие корреляционной зависимости (г<0, г>0).

3.6.4. Наличие артефактов (г«0, г»0).

3.6.5. Итог.

3.7. НЕФОРМАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.8. ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА.

3.9. ДАЛЬНЕЙШИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационно-управляющая система для поддержки принятия решений при управлении качеством железнодорожных перевозок»

Актуальность проблемы. С момента преобразования в 2003 году МПС РФ в ОАО "Российские железные дороги" (ОАО «РЖД») стала актуальна задача существенного повышения качества технологических процессов перевозочного процесса. Необходимость обеспечения конкурентоспособности железных дорог, повышения эффективности работы, снижения себестоимости - эти и другие задачи могут быть решены только с внедрением в корпорации системы менеджмента качества (СМК) в соответствии с международными стандартами серии IS09000. Работы в области СМК являются достаточно новыми для железнодорожного транспорта и требуют научной проработки, в т.ч. применительно к технологическим процессам железнодорожных перевозок.

Одним из актуальных вопросов при управлении качеством технологических процессов является информационная поддержка принятия решений, использование статистических методов обработки информации, работа «по фактам». Созданные в мире эффективные системы управления производством всегда имели в своей основе статистическую модель управления качеством, опирались на современные методы математического анализа. Задача создания системы поддержки принятия решений (СППР) при управлении качеством железнодорожных перевозок не решена и является актуальной научной задачей.

В настоящее время в ОАО "РЖД" создан целый ряд информационных, информационно-управляющих, автоматизированных и автоматических систем, ставших неотъемлемой частью технологии перевозочного процесса и системы управления железнодорожным транспортом в целом. Эффективность эксплуатации этих систем существенно снижается из-за отсутствия или недостаточного развития на их базе информационно-аналитических надстроек, решающих задачи поддержки принятия решений с использованием математических методов анализа и обработки информации. Недостаточно проработаны методы системного анализа показателей ОАО «РЖД», являющегося сложным прикладным объектом исследования. Необходимы теоретические и прикладные исследования системных связей и закономерностей функционирования и развития железнодорожного транспорта, ориентированные на повышение эффективности управления с использованием современных методов обработки информации. Решение этих проблем является актуальной задачей, которая решается в диссертационной работе.

Цель исследования: повышение обоснованности принятия решений при управлении качеством процесса перевозки грузов на железнодорожном транспорте путем создания эффективной информационно-управляющей системы поддержки принятия решений (СППР). Для достижения цели в диссертации решались следующие задачи:

• проведение анализа методов повышения качества технологических процессов; определение роли систем обработки информации и поддержки принятия решений при управлении качеством;

• разработка информационной модели системы поддержки принятия решений для управления качеством технологических процессов;

• разработка на базе модели соответствующей информационно-управляющей системы поддержки принятия решений (СППР) для управления качеством технологических процессов движения поездов;

• выявление связей основных показателей работы транспорта как входных системных элементов СППР;

• построение алгоритма внедрения предлагаемой системы на Красноярской железной дороге;

Методы исследований. Определение задач СППР выполнено аналитическим способом. Разработка информационной модели выполнена с использованием принципов теории автоматического регулирования. Разработка СППР Красноярской железной дороги (ж.д.) по предложенной модели выполнена с использованием аналитических методов исследования, теории статистики и управления промышленными предприятиями. Анализ параметров работы дорог выполнен с использованием статистических методов расчета, в т.ч. с использованием математического аппарата корреляционного анализа. Неформальный анализ результатов расчета выполнен с использованием теории управления процессами перевозок и теории электрической тяги.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• предложена структура СППР при управлении качеством железнодорожных перевозок в виде трехконтурной системы подчиненного авторегулирования с контурами экономического управления, контроля удовлетворенности клиентов и статистического управления;

• разработана информационная модель СППР для управления качеством перевозок железнодорожным транспортом;

• выявлены системные связи входных параметров разработанной информационно-управляющей системы поддержки принятия решений при управлении качеством железнодорожных перевозок.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

• разработана информационно-управляющая система поддержки принятия решений (СППР) при управлении качеством перевозок Красноярской ж.д.;

• определены возможности практического использования показателей работы ОАО "РЖД" в СППР;

• разработана методика математического контроля достоверности данных о работе железнодорожного транспорта путем выявления нарушений корреляционных закономерностей;

• предложен порядок внедрения СМК на Красноярской железной дороге.

Апробация работы. Основные результаты доложены, обсуждены и получили одобрение на конференциях и межкафедральном семинаре:

• Международная научно-практическая конференция «Современные техника и технологии», Томский политехнический университет, 2004 г.;

• Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте», Красноярск, май 2005 г.;

• 10-я научно-практическая конференция филиала ИрГУПС в г. Красноярске "Научно-практические задачи Красноярской ж.д.", апрель 2006 г.;

• 3-я международная научно-практическая конференция «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» («ТрансЖАТ-2006»), С-Петербург, август 2006 г.;

• Межкафедральный семинар ИрГУПС, сентябрь 2006 г.;

• Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные вопросы охраны интеллектуальной собственности», Иркутск, сентябрь 2006 г.;

• Всероссийская научная конференция «Интеллектуальные ресурсы: оценка и вовлечение в хозяйственный оборот», Красноярск, сентябрь 2006 г.;

• Одиннадцатая международная научно-практическая конференция "Информационные технологии на железнодорожном транспорте" («Инфотранс-2006»), С-Петербург, октябрь 2006 г.

Публикации: основное содержание диссертации представлено в 12 печатных трудах, в т.ч. 2 монографии, 5 статей в трудах международных научно-практических конференций, одна статья в научном издании из Перечня ВАК

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Содержит 165 страниц основного текста, включая 22 таблицы и 9 рисунков. Библиография содержит 197 литературных источников. В диссертации имеются 2 приложения соответственно на 29 и 6 страницах.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Супрун, Владимир Николаевич

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен анализ зарубежного и отечественного опыта (в т.ч. на железнодорожном транспорте) в области создания систем управления качеством. Сделан вывод о необходимости использования на отечественном железнодорожном транспорте наряду с принципами ИСО серии 9000 принципы и постулаты, предложенные ведущими учеными в области менеджмента качества, прежде всего Ф.Тейлора, Ф.Кросби, Э.Деминга, Дж.Джурана, К.Исикава и Т.Тагути.

2. Определена роль систем поддержки принятия решений (СППР) при управлении качеством технологических процессов. СППР являются их неотъемлемой частью. Необходимо внедрять статистические методы управления. Одновременно нужны СППР при управлении удовлетворенностью клиентов и при экономическом управлении предприятием.

3. Предложен подход к СППР как системе авторегулирования. Определены основные соответствия положений СМК и принципов организации работы систем авторегулирования. Разработана информационная модель СППР железнодорожного транспорта (см. рисунок 1), представляющая собой трехконтурную систему подчиненного авторегулирования, внешним контуром в которой является контур управления экономическими показателями, а вложенными (подчиненными) -контуры управления удовлетворенностью клиентов и статистического управления технологическими процессами движения поездов.

4. По предложенной информационной модели разработана информационно-управляющая система поддержки принятия решений при управлении качеством перевозочного процесса Красноярской железной дороги (см. рисунок 2). СППР использует существующие в АСУЖТ информационные системы. Дополнительно разрабатываются специализированные базы данных и три группы автоматизированных рабочих мест по числу контуров управления. АРМ взаимодействуют между собой таким образом, чтобы обеспечить предложенное в информационной модели подчиненное регулирование. Реализуется принцип: «Прибыль должна расти от удовлетворенности клиентов за счет улучшения деятельности транспорта».

5. Выполнен корреляционный анализ основных показателей работы железнодорожного транспорта. Разработан соответствующий метод исследования. Произведены расчеты по 49 параметрам 15-и железных дорог за пять лет (см. таблицу 2). Выполнен формальный и неформальный анализы результатов расчета. Полученные данные подтвердили эффективность предложенного метода. Выявлены системные связи выходных параметров предложенной информационно-управляющей системы (см.таблицы 3-7). Подтверждены известные закономерности. Выявлены очевидные и неочевидные закономерности. Определена группа показателей, обладающих низкой достоверностью.

6. Предложен метод математического контроля достоверности данных о работе железнодорожного транспорта путем выявления нарушений корреляционных закономерностей.

7. Предложен порядок разработки и внедрения СМК и ее СППР на Красноярской железной дороге, который разработан по итогам анализа опыта создания СМК (первая глава), с использованием предложенной информационной модели и соответствующей структуры СППР (вторая глава), а также с учетом результатов корреляционного анализа (третья глава). Предлагаемый порядок разработки СМК Красноярской железной дороги приведен в приложении № 2 диссертации.

Таким образом, в диссертации на основании анализа системных связей объекта управления разработана методология создания трехуровневой информационно-управляющей системы поддержки принятия решений, что имеет существенное значение для теории и практики поддержки принятия решений при управлении организационно-техническими системами.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА

1. * Супрун, В.Н. Анализ системных связей основных показателей работы железнодорожного транспорта / В.Н.Супрун // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. ак. М.Ф. Решетнева. -2006. №4. - С.81-87.

2. Супрун, В.Н. Системный анализ показателей работы железных дорог как исходных данных систем менеджмента качества. Монография. / В.Н.Супрун, И.К.Лакин // - Красноярск: Издательский центр "Платина", 2005.-52 с.

3. Супрун, В.Н. История создания СМК и особенности ее внедрения на железнодорожном транспорте. Монография. / В.Н.Супрун, И.К.Лакин // -Красноярск: КФ ИрГУПС, 2006. - 92 с.

4. Супрун, В.Н. Возможности развития функциональных возможностей ЖАТ в Восточном регионе. / В.Н.Супрун, Ю.В.Митрохин, В.В.Семченко, И.К.Лакин. // - С.-П.: Труды третьей международной научно-практической конференции «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» (ТрансЖАТ-2006), 2006. - С.35-38.

5. Супрун, В.Н. Информационная поддержка систем менеджмента качества на железнодорожном транспорте. / В.Н.Супрун // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: труды одиннадцатой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2006». -СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006. - С. 12

6. Супрун, В.Н. Корреляционный анализ основных информационных показателей работы железнодорожного транспорта / В.Н.Супрун. И.К.Лакин // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: труды одиннадцатой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2006». - СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006. - С.60-61.

7. Супрун, В.Н. Информационно-управляющая модель СМК Красноярской ж.д. / В.Н.Супрун, Ю.В.Митрохин, И.К.Лакин // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: труды одиннадцатой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2006». -СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006. - С.61.

8. Супрун, В.Н. Безопасность и качество движения поездов./ В.Н.Супрун // Международная научно-практическая конференция «Современные техника и технологии». Труды в 2-х т. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2004, Т. 2. - С. 208-210.

9. Супрун, В.Н. Франчайзинг как эффективная форма повышения качества работы и вовлечения в хозяйственный оборот интеллектуальной собственности железных дорог / Супрун В.Н., Митрохин Ю.В., Лакин И.К. // Интеллектуальные ресурсы: оценка и вовлечение в хозяйственный оборот: материалы Всероссийской науч. конф. / науч. ред. В.Ф.Шабанов. -Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006, - С. 54-55.

Ю.Супрун, В.Н. Франчайзинг как одна из форм охраны и использования интеллектуальной собственности и повышения качества транспортного обслуживания. / Супрун В.Н., Митрохин Ю.В., Лакин И.К. // - Иркутск: Актуальные вопросы охраны интеллектуальной собственности: Материалы Всероссийской научно-практической конференции / отв. ред. О.В.Видякина, Д.М.Цукерблат. - Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2006. - С. 138141.

П.Супрун, В.Н. Аспекты управления качеством работы железнодорожного транспорта./ В.Н.Супрун // Научно-практические задачи Красноярской ж.д. Труды конференции. - Красноярск: ДИБЦ Красноярской ж.д., 2006. - С. 27-37.

12.Супрун, В.Н. СМК как система авторегулирования. / В.Н.Супрун, Ю.В.Митрохин, И.К.Лакин, А.И.Васекин // Научно-практические задачи Красноярской ж.д. Труды конференции. - Красноярск: ДИБЦ Красноярской ж.д., 2006. - С. 72-79.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Супрун, Владимир Николаевич, 2006 год

1. Автоматизированная система контроля качества технологических процессов железнодорожного транспорта (СКТД). Техническое предложение. Под редакцией В.А.Шарова и И.К.Лакина. - М.: Издательство ВНИИАС, 2004,40 с.

2. Автоматизированная система планирования и оптимизации оборота тягового подвижного состава (ФРГ) // Железные дороги мира, 1996, № 1, с.57-61.

3. Автоматизированная система управления движением поездов на линиях узкой колеи Японии // Железные дороги мира, 1996, № 12, с.42-47.

4. Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУТ. Под редакцией И.К.Лакина-М.: ОЦВ, 2002, 516 с.

5. Автоматизация электроподвижного состава. Под редакцией А.В.Савоськина.-М.: Транспорт, 1990,311 с.

6. Азгальдов Г.Г., Райхман Э.П. О квалиметрии. М.: Издательство стандартов, 1973. - 173 с.

7. Александровский A.M., Егоров С.В., Кузин А.Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими объектами. -М.: Энергия, 1973. 272 с.

8. Адлер Ю.П. Восемь принципов, которые меняют мир. / Стандарты и качество. 2001. №5/6. с.49-51.

9. Алтунин А.Е., Семухин М.В. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях: Монография. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000. - 352 с.

10. Андросюк В.Н. Критерии качества содержания и эксплуатации локомотивного парка. Германия. Пер. с нем. Реферативный журнал. Техническая эксплуатация подвижного состава и тяга поездов. 1996, 11В56.

11. Аравина О.М., Крайнов А.В., Головин А.Г., Балтер П.В. Место и роль информационных систем в интегрированной система управления качеством ОАО "РЖД". Труды совещания-семинара по СМК: Куйбышевская ж.д., 2006. с.31-36.12.