PROBLEMS AND DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF DIGITALIZATION OF QUALITY MANAGEMENT SYSTEM OF AUTO ASSEMBLY PLANT

Full Text

Рассматривая практический опыт крупнейших отечественных автопроизводителей, в области создания и совершенствования системы менеджмента качества, можно прийти к вполне закономерному выводу о том, что национальные автопроизводители раньше других российских производителей озаботились и стали активно развивать системы менеджмента качества (СМК). Международные сертификаты соответствия по требованиям ISO 9001, у автопроизводителей стали появляться гораздо раньше, чем в других отраслях. Это логично и продиктовано тем, что крупные автопроизводители работают в условиях массового производства на высококонкурентном рынке, что заставляет их активно искать пути совершенствования продуктов и процессов [1 - 3]. СМК представляет собой мощнейший инструмент развития организации, которые реализуется по средством ориентирования на ключевые требования через системный и процессный аппарат управления. Однако, в последние годы, инструмент СМК на отечественных предприятиях, так сказать начал терять опору. Причиной этому на наш взгляд является то, что высшее руководство компаний не всегда правильно понимает зашитый в СМК потенциал и ресурс для улучшений. Мы являемся свидетелями процесса, когда автопроизводители в угоду модных трендов цифровизации, стали достаточно активно внедрять соответствующие инструменты на этапах жизненного цикла, но делают они это без учета первостепенной важности СМК и корпоративной службы качества [4]. При этом, естественно, не удается получить полный синергетический эффект от внедрения прогрессивных инструментов, просто потому, что важнейший инструмент управления предприятиями - служба качества, остаются в некоторой степени в стороне от процессов развития. Вот какой вывод, мы периодически наблюдаем на наших предприятиях: «Система менеджмента качества - на бумаге. Процессы дирекции (департамента) качества практически не затронуты автоматизацией, единая информационная среда отсутствует». Как должна выглядеть модель цифровизации СМК? Данный вопрос не является простым, но можно попробовать найти ответ, через ключевые инструменты управления качеством, которые в массе своей уже нашли устойчивую практику применения на предприятиях отрасли (рисунок 1). Исходя из анализа предложенной концептуальной модели, можно сделать заключение о том, что одним из возможных направлений цифровизации СМК, является процесс цифрового формирования соответствующих взаимосвязанных инструментов управления качеством используемых на этапах жизненного цикла продукции. Обобщенный анализ проблем, препятствующих развитию процессов цифровизации на предприятиях отечественного автомобилестроения можно свести к классификатору по двум направлениям. Первое направление - отсутствует инструмент управления внутренними несоответствиями и корректирующими мероприятиями, который включает в себя: отсутствует взаимосвязь между дефектами и корректирующими мероприятиями по внутренним (производство) и внешним (эксплуатация) несоответствиям; основная работа в подразделениях в Excel, Word и не связана в единую базу и сеть; не сохраняется история по результатам решения проблем, связанных с качеством; отсутствует оперативная информация по статусу решения проблем, по результатам анализа по причинам, количеству, затратам, времени на устранение и т.д. Второе направление - отсутствует инструмент управления аудитами, которое включает в себя пункты: ручное управление всей документацией по аудиту (от планирования до отслеживания выполнения корректирующих мероприятий); большое количество печатных форм создаёт сложности в управлении аудитами; отсутствует взаимосвязь корректирующих мероприятий по результатам различных аудитов (аудит системы, технологических процессов, продукта, поставщиков). Сегодня, одним из активно развивающихся рынков, является как раз рынок инструментов цифровизации. Проведем анализ возможностей предлагаемых на рынке, в настоящее время, программных решений по выделенной области проблем цифровизации национальных автопроизводителей (таблица 1). В части развития подходов к управлению качеством в условиях цифровой трансформации производства, требуется увязать на математическом языке, используя инструменты статистики, вероятностного моделирования, логики и т.д., индексы реального производственного процесса с моделирующими его ключевыми индексами результативности, путем разработки и реализации комплексных моделей [5 - 7]. Такие комплексные модели, говоря современным языком, и образуют так называемые цифровые двойники. Создавая модели двойников продуктов и процессов, основанных на реальных данных производственных процессов, можно формировать двойники первого уровня. Идеализируя модели первого уровня, путем исключения из них особых точек, связанных с проблемами исполнительской дисциплины, выхода из строя оборудования, недостаточной производственной культурой (шумы), можно получить модели или двойники второго уровня, которые мы предлагаем рассматривать в качестве комплексных целевых индексов качества. Как это показано на рисунке 2. При математическом моделировании продукта (создании цифрового двойника), предлагается исходить из определения его наиболее важных технических характеристик, а также исходить из выделения ключевых конструктивных параметров (параметры входа процесса), которые наиболее существенным образом влияют на формирование самых важных технических характеристик продукта (параметры выхода процесса). Устанавливая математическую связь между ключевыми конструктивными параметрами и важными техническими характеристиками продукта, можно промоделировать процесс изменчивости, который свойственен производственным процессам, также без учета особых причин (рисунок 2). Это реализуется путем синтеза генератора случайных чисел в заданном законе распределения вероятности событий, свойственном конкретному производственному процессу. В этом случае удается не только установить математическую связь между ключевым параметром и важной технической характеристикой объекта, но, что более важно, установить связь между изменчивостью входного ключевого параметра и изменчивостью выходной технической характеристики. И, в конечном счете, определить влияние такого изменения входного параметра на изменение выходного. На основании полученных моделей можно выстраивать цифровую систему управления качеством, через разработку и реализацию планов контроля качества, определения границ стабильности процесса, а, главное, можно применить в качестве целевого индекса качества интегральный показатель, в структуре которого отсутствуют шумы реального процесса. В цифровых системах, управляя через единый интегральный показатель, всегда есть возможность проведения его декомпозиции на образующие его единичные индексы качества. Далее, можно реализовать схему по оценке уже совокупного влияния всех входных ключевых параметров на выходную техническую характеристику. Рассмотрим несколько ключевых прикладных элементов цифровизации автомобильного производства на примере внедрения технологии фирмы Siemens. При внедрении программных продуктов SIMATIC IT MOM в автомобильном производстве обеспечивает появление функционального решения, с интуитивно понятной и удобной для использования системы. Решение MES SIT нацелено на конфигурирование и осуществление процесса производства автомобилей для автомобильной промышленности. На рисунке 3 представлен общий обзор основных модулей продукта для автосборочного производства. Представленные на рисунке 3 модули обеспечивают необходимые функции для поддержки процессов автомобильного производства во всех цехах (сборочный цех, цех производства двигателей и силовых агрегатов, цех прессования и сборки рам), как видно из схемы, приведенной ниже. Применение системы в практики автосборочного предприятия позволяет решать целый комплекс производственно-технических задач: обмениваться информацией с системами предприятия; использовать различные форматы и варианты отображения данных; поддержка оперативного управления заказами на уровне предприятия; координирует выполнение операций, собирает результаты от контрольно-измерительных приборов и технологического оборудования, предоставляет операторам поддержку в процессе выявления и предотвращения ошибок, автоматически останавливает линию в случае возникновения проблем и в реальном времени обеспечивает прослеживаемость производства для руководителей; обеспечивает процесс управления логистикой поставок материалов и комплектующих (система Kanban, система «точно вовремя», система «в строгой последовательности»), а также обеспечивает расчет потребления, управление инвентаризацией на линии и подготовка комплектации; поддерживает функции, связанные с управлением качеством продукта и процесса, модуль позволяет идентифицировать и документировать дефекты автомобилей, собирать данные в процессе проверок и определения границ качества, управлять генеалогией продукта для целей анализа качества; сбор, анализ и управлением всеми данными об эффективности оборудования и переменными процесса для повышения эффективности, качества и устранения потерь, модуль также связан с управлением и представлением в реальном времени состояния оборудования, пропускной способности и предупреждений, а также интеграции с системой технического обслуживания; взаимодействие между подразделениями через различные инструменты, протоколы и стандарты (например, OPC (UA/DA)); управление основными данными и конфигурацией Управление производственным процессом. Модуль координирует выполнение операций в соответствии с заказами, отправленными на линию, и продуктами, находящимися на каждой станции/подузле. Поддерживаемые операции: сканирование деталей; отслеживание и проверка компонентов; ручная приемка; функционирование измерительных приборов (рисунок 4). Управление логистикой и материальными ресурсами (рисунок 5). Логистический модуль для цехов решения MES Siemens реализует функции, необходимые для управления материалами на производственных линиях в соответствии с процессами цепи поставок на автосборочном предприятии, чтобы обеспечить доступность подходящих материалов в нужное время. Здесь доступны следующие основные функции: прослеживаемость материалов на линии; расчет расхода материала; расчет запаса на линии; запрос по системе Kanban (расходуемые материалы); запрос по системе «точно вовремя» (JIS); запрос по системе «в строгой последовательности» (JIT); процесс комплектования и подготовки товара; сдаточная ведомость материалов «как есть»; управление заказами на транспортировку. Мониторинг производства и технологического процесса (система мониторинга линии). Этот модуль включает в себя все функции, связанные со сбором всех данных об эффективности оборудования (например, диагностика, состояние механизмов, длительность цикла) и переменных технологического процесса (например, температура, давление, расход, уровень). Также система обеспечивает анализ и управление собранными данными (в реальном времени), представление состояния оборудования, пропускной способности и оповещений (рисунок 6). Таким образом, в представленной статье проведен комплексный анализ проблемы развития цифровизации в автомобильном производстве с точки зрения создания цифровой СМК, предложена концептуальная модель цифрового встроенного статистического управления качеством производства продукции, рассмотрены существующие на рынке программные продукты в области цифровизации СМК автомобилестроения, показаны конкретные инструменты (модули) управления на действующем автосборочном производстве.

About the authors

D. I Blagoveshchenskiy

State Regional Center for Standardization, Metrology and Testing in the Tula Region

Tula, Russia

D. V Aidarov

Samara State Technical University

Samara, Russia

N. V. Kudasheva

Samara State Technical University

Samara, Russia

V. N Kozlovskiy

Samara State Technical University

Email: kozlovskiy-76@mail.ru
Samara, Russia

References

Supplementary files