УДК 62

МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКОЙ НОВЫХ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Безбожная Анастасия Олеговна
Центральный научно-исследовательский институт экономики информатики и систем управления
аспирантка

Аннотация
В статье предложена система получения измерительной информации о характеристиках вооружения в рамках функциональной структуры подсистемы метрологического обеспечения. При этом разработана модель оценки уровня качества альтернативных вариантов метрологического обеспечения образца вооружения.

Ключевые слова: вооружение, измерение характеристик, метрология


METHODS FOR MANAGING DEVELOPMENT OF NEW HIGH-TECH PRODUCTS

Bezbozhnaya Anastasiya Olegovna
Central Research Institute of Economy Informatics and Management Systems
postgraduate

Abstract
The paper proposes measuring system for obtaining information about the characteristics of weapons in the functional structure of the subsystem measurement assurance. Model of assessing the level of quality alternatives metrological support weapon model is developed.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Безбожная А.О. Методы управления разработкой новых высокотехнологичных изделий // Современные научные исследования и инновации. 2012. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/10/17056 (дата обращения: 28.09.2017).

В условиях усложняющейся структуры современного производства оборонно-промышленного комплекса (ОПК) России решение проблем эффективной организации процессов метрологического обеспечения (МО), связанных с получением измерительной информации на всех этапах НИОКР при разработке новых образцов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ), приобретает все большее значение и является одним из важнейших факторов повышения его качества.

Разработка и внедрение системных методов управления качеством ВВСТ привели к необходимости формирования, как новых подсистем управления, так и новых задач в таких направлениях деятельности,
как, например:

внедрение новых средств измерений;

поиск конструкторских и технологических решений, повышающих контролепригодность ВВСТ и управляемость процессов его создания и эксплуатации;

разработка методов установления структурных и количественных взаимосвязей областей измерения параметров (ТТХ) ВВСТ по фазам технологических циклов стадий его существования;

внедрение подсистем управления запасами и подменным фондом средств измерений, рациональных подсистем метрологического обслуживания и ремонта средств измерений.

В реализации работ по указанным направлениям метрологическое обеспечение занимает то место, которое, по-видимому, позволяет говорить уже о метрологическом управлении как части системы технико-методического управления качеством ОПК. В связи с этим возрастает влияние МО не только на конечные результаты деятельности, но также и на ход процесса производства и управления, а именно: наряду с традиционно важными, но пассивно влиявшими на качество ВВСТ задачами метрологического обеспечения используемого парка средств измерений (СИ) возникли задачи метрологического управления, реализуемые при подготовке и принятии технико-методических и организационных управляющих решений и активно влияющие на их содержание.

К таким задачам можно отнести:

выбор предпочтительных вариантов конструкции изделий и технологических процессов с учетом их метрологического обеспечения;

анализ и оценку метрологической обеспеченности производства;

проектирование и создание метрологически обеспеченных технологических комплексов, систем управления и контроля.

Еще одной группой факторов, приводящих к расширению объема и номенклатуры задач метрологического обеспечения, являются повышение требований к эффективности производственных, технологических и эксплуатационных процессов, а также производственной и эксплуатационной инфраструктуры, что обуславливает необходимость создания специализированных видов метрологического обеспечения.

Наконец, третья группа факторов, влияющих на развитие МО, включает совершенствование управления, широкое использование программно-целевых методов, направленных на охват и взаимоувязку всех стадий жизненного цикла ВВСТ от разработки до технического обслуживания. При этом в рамках соответствующих организационно-штатных структур Министерства обороны РФ возникли задачи организационной и технико-методической координации метрологической деятельности и прежде всего методического и нормативного обеспечения достоверности и единства измерений на всех стадиях жизненного цикла ВВСТ, а также при разработке, проектировании и взаимоувязке технических характеристик средств измерений, контроля и испытаний.

Следовательно, имеет место качественное изменение основных целей метрологического обеспечения, требующее перехода от решений отдельных, сугубо обслуживающих задач обеспечения достоверности измерений к решению целого комплекса задач, существенно влияющих на функционирование оргструктуры и уровень его конечных результатов, поскольку традиционный упор на решение локально возникающих узкотехнических проблем метрологического обеспечения (МО) уже не может конструктивно воздействовать на уровень качества ВВСТ, процессов производства, управления и эксплуатации. Поэтому возникает необходимость в установлении структуры новых объектов метрологической деятельности, показателей эффективности ее выполнения, построения адекватной структуры задач и разработки документационных и организационных форм их реализации.

Выполнение перечисленных требований вызывает радикальное изменение МО, формирование функционального ядра метрологической деятельности, интеграцию традиционных и новых задач в функциональную подсистему, введение в нее задач организационного и технико-методического управления МО, определение функциональных, информационных и организационных связей подсистемы с другими функциональными подсистемами, обоснованное распределение задач подсистемы между структурными подразделениями.

Для рассмотрения научно обоснованного подхода к построению подсистемы метрологического обеспечения (ПМО) и ее функциональной структуры (ФС) следует выделить основные направления деятельности по МО:

внедрение стандартов государственной системы измерений (ГСИ);

установление оптимальной номенклатуры измеряемых параметров и норм точности измерений, повышавших достоверность входного и приемочного контроля, режимов технологических процессов, оборудования и инструментов;

обеспечение процессов разработки, производства, испытаний и технического обслуживания ВВСТ методами и средствами выполнения измерений, гарантирующими необходимую точность, а также средствами обработки и представления информации о результатах измерений;

организация и проведение своевременного метрологического контроля и экспертизы НТД и КД (ТД);

подготовка персонала к выполнению метрологических работ;

разработка и внедрение рациональных организационно-технических форм и методов метрологического обслуживания (поверки) средств измерений и контроля;

контроль соблюдения методик выполнения измерений, установленных в НТД.

Отметим, что эти, весьма общие определения направлений деятельности, очерчивают лишь основные границы и не дают возможности установить структуру задач метрологического обеспечения, т.е. определить их полную совокупность и все виды связи между ними. На практике это приводит к тому, что часть задач вообще не решается, некоторые же задачи решаются в неявной форме, когда задача не конкретизируется и не регламентируется, а действия по ее реализации считаются сами собой разумеющимися. Следовательно, только формирование всей необходимой структуры задач, включающей замкнутые технологические и управляющие циклы и их реализацию, а не отдельные технические решения могут обеспечить требуемую эффективность метрологической деятельности.

При проектировании ПМО определяется: структура ее объектов; цели; показатели деятельности; задачи; структура регламентирующих элементов.

Построение логически полных структур системообразующих элементов ПМО на основе согласованной системы последовательно выделяемых классификационных признаков позволило сформировать полную структуру задач, включающую схему функциональных взаимодействий задач ПМО с задачами других подсистем, раскрыть содержание и характер связей. Схема функциональной структуры (ФС) ПМО строилась путем упорядочения и выделения групп метрологических задач, решаемых в основных функциональных подсистемах гипотетической штатной инфраструктуры, а также путем построения специализированной ПМО, входящей в состав специализированной подсистемы управления качеством.

Задачи метрологического обеспечения, решаемые в рамках общих функциональных подсистем организационного управления, связаны с установлением требований (организационных, экономических, информационных и т.д.) к ПМО, вытекающих из необходимости ее структурной увязки со всеми процессами функционирования штатной структуры, организации ее межфункциональных взаимодействий и контроля результатов деятельности.

В подсистемы технико-методического управления вписаны задачи метрологической деятельности как при экспериментальных исследованиях, разработке КД (ТД), изготовлении опытных и установочных партий (серий), подготовке производства и освоении новых видов изделий, испытаниях и т.д., так и при оперативном управлении процессами разработки, изготовления, эксплуатации и технического обслуживания изделий. Именно эти задачи определяют воздействие МО на технический уровень ВВСТ, производственных и управляющих процессов, качество изготовления и обслуживание изделий при эксплуатации и т.п.

В производственной инфраструктуре реализуются задачи поддержания работоспособности материально-технической базы (МТБ) метрологического обеспечения и ее развития, а также задачи МО деятельности подсистем самой инфраструктуры.

В специализированной ПМО сосредотачиваются задачи организационной и технико-методической координации метрологической деятельности (МД) в оргштатной структуре Министерства обороны РФ, решаемые в общих подсистемах на всех стадиях жизненного цикла изделий и в производственной инфраструктуре (применительно к предприятиям ОПК, осуществляющим производственную деятельность). Формирование функционального ядра ПМО в специализированной подсистеме управления качеством вооружения дает возможность реализовать группы задач, обеспечивающих нормативно-методическое единство процессов МО, и увязать
их с целями управления качеством и функционирования общих подсистем, а также определить задачи метрологического обеспечения, подлежащие постановке и решению для обеспечения взаимодействия между задачами как внутри самой подсистемы, так и других подсистем. При этом формируются прямые и обратные связи с такими подсистемами, как “Подготовка программ управления качеством”, “Подготовка управления качеством” и т.д., в которых устанавливаются требования к метрологическому обеспечению с точки зрения общеспецифических
и узкоспецифических механизмов и методов управления качеством.

Координационное управление задачами МО в условиях оргштатных структур Министерства обороны РФ позволяет упорядочить все реально существующие и вновь вводимые взаимодействия (организационные, функциональные, информационные) и создать комплекс регламентирующей документации на технологию выполнения совокупности задач и реализацию необходимых связей между видами метрологического обеспечения.

Таким образом, формирование и четкая фиксация задач ПМО на основе функциональной структуры дают возможность выявить характерные классы задач, которые включаются в подсистему, сформулировать требования к качеству
их выполнения.

Анализируя ПМО как систему, можно выявить
механизм ее построения и функционирования. На рис. 1 приведена схема ФС системы, в которой выделяются три основных класса задач – организационного, технико-методического управления и основной деятельности по МО.

В организационное управление МО входит обеспечение плановости, совершенствование организационного
механизма создания действенной системы контроля за качеством функционирования метрологического обеспечения. Поскольку содержание задач управления МО и методы управления на различных стадиях могут значительно отличаться, возникает необходимость постоянной
их координации путем установления организационных, функциональных и информационных связей.

Расширение сферы метрологической деятельности и номенклатуры решаемых задач наглядно прослеживается на задачах технико-методического управления МО, которые охватываются программами технического развития и совершенствования средств измерений, методиками выполнения измерений (МВИ), создания методической базы для определения номенклатуры измеряемых параметров и норм точности, аттестации нестандартизированных средств измерений (НСИ) и т.п. Эти программы формируются на основе требований к развитию МО, устанавливаемых как в целевых программах повышения технического уровня и качества ВВСТ, так и в программах долгосрочного развития оргштатных структур Министерства обороны РФ. В свою очередь, среди задач технико-методического управления существенное место занимают задачи, связанные с обратным влиянием МО на выбор направлений технического развития в области создания новых изделий и технологий.


Рис. 1. Схема функциональной структуры подсистемы метрологического обеспечения

К основной деятельности по МО относятся задачи, связанные с внедрением новой измерительной техники, совершенствованием действующих средств и методов измерений, восстановлением СИ, координацией и методическим руководством работами, направленными на обеспечение единства и достоверности измерений, техническим обслуживанием СИ, их аттестацией и т.п. Задачи основной деятельности упорядочены как по фазам процессов функционирования (подготовительные, преобразующие, завершающие), так и по характеру (основные, обеспечивающие, обслуживающие).
Их реализация определяет необходимость функционирования подсистемы в ФС, т.е. отражает ее роль, место и значение.

Принципиально важным в рассмотренном методе упорядочения функционального состава ПМО является системная увязка задач по вертикали (видам управления) и по горизонтали (фазам функционирования), с помощью которой можно установить логически обоснованную последовательность их решения и создать предпосылки для внутренней функциональной и пространственно-временной деятельности ПМО.

Таким образом, рассмотрение ПМО, с одной стороны, в рамках ФС, а, с другой – в качестве определений автономной системы дает возможность согласовать ее “внешнее” и “внутреннее” функционирование и тем самым повысить его эффективность. В свою очередь, решение этих проблем позволит обоснованно сформировать организационную структуру (ОС) подсистемы и выбрать одну из возможных схем: линейно-штатную, матричную или другую, руководствуясь целями оргштатной структуры Министерства обороны РФ в области управления качеством. Для ФС в крупномасштабных оргштатных структурах может быть предложена программно-целевая схема, пpeдусматривающая межстадийную координацию всех работ по метрологическому обеспечению.

Проектирование формальных структур основных системообразующих элементов МО улучшает синхронизацию и стабилизацию процессов его функционирования, уменьшает нежелательное влияние нерегулярных нерегламентированных факторов и тем самым повышает качество метрологической деятельности. Кроме того, можно установить необходимые функциональные связи подсистемы как с другими подсистемами технико-экономического управления качеством
в рамках данной оргштатной структуры, так и со структурными элементами специализированной подсистемы управления качеством.

Одной из основных задач метрологического обеспечения (рис. 1), решаемых на этапе метрологической экспертизы, является определение уровня качества МО образца ВВСТ и оценка возможности его улучшения с целью поддержания (или улучшения) технико-эксплуатационных характеристик (ТЭХ) ВВСТ на заданном уровне.

Задачу оценки уровня качества альтернативных вариантов метрологического обеспечения образца ВВСТ можно решать несколькими путями, один из которых реализуется методом определения и дальнейшего сравнения интегральных показателей качества исследуемых вариантов. В том случае, когда отсутствует возможность установления функциональной зависимости интегрального показателя от единичных (локальных), а для оценки качества метрологического обеспечения это наиболее типичная ситуация, применяют комплексную средневзвешенную оценку. Одним из необходимых условий реализации такого подхода является нормирование отдельных показателей и требований по метрологическому обеспечению.

В этом случае интегральный показатель качества можно записать в виде:

,                (1)

где v- значение (оценка) i -гo показателя качества; ai- коэффициент весомости i-го требования по метрологическому обеспечению; N - количество единичных показателей.

Анализ существующих НТД показал, что требования по МО задаются как в количественной, так и в качественной форме, что приводит к необходимости различного подхода к их оценке. Так, если требование по МО задано в количественной форме (например, вероятности ложного и необнаруженного отказа, коэффициента точности и т.д.), его оценку можно найти из выражения:

,                 (2)

где  – заданное значение i –го единичного показателя; – значение i –го показателя, определенное в процессе оценки.

Практический опыт проведения метрологической экспертизы ВВСТ показывает, что возможна оценка требований по МО без использования заданных значений показателя качества. В этом случае оценка выполнения требований может быть представлена в виде

                (3)

где – количество критериев, по которым производилась оценка правильности выполнения i – го требования; - количество положительно оцененных критериев.

Оценка правильности выполнения i -го требования, проводимая на ряде устройств, блоков, систем, может быть получена из формулы:

                         (4)

где Р - общее количество устройств, которые проверялись на соответствие i-му требованию; Pi - количество устройств, на которых оценка выполнения i-го требования положительна.

Наибольшая сложность применения данного метода обусловливается трудностями, возникающими при определении коэффициентов весомости. Одним из возможных путей преодоления этих трудностей может служить следующий алгоритм решения поставленной задачи.

1. Весь перечень требований по МО разбиваем на несколько групп, составляющих те или иные основные аспекты требований (табл. 1).

Таблица 1.

Аспектные группы требований по метрологическому обеспечению

Примечание. Количество аспектов и состав входящих в них единичных показателей качества определяется методикой проведения метрологической экспертизы.

Оцениваемые группы

требований

Показатели качества (групповые)

Группы

1

2

3

4

5

6

7

Обоснованность измеряемых параметров

Показатели качества системы измерений образца
Обоснованность выбранных допусков на отклонение измеряемых параметров

Соответствие применяемых СИ

по точности

Соответствие применяемых СИ

ограничительным Перечням

К1

I

Оптимальность номенклатуры СИ

Соответствие СИ эксплуатационным требованиям

Обоснованность применения НСИ

Аттестация применяемых НСИ

Вероятность ложного отказа

К2

Показатели качества измерительного контроля
Вероятность необнаруженного отказа

II

Полнота контроля

Возможность поверки СИ и НСИ войсковыми поверочными органами

К3

Показатели качества системы метрологического обслуживания
Возможность проверки без демонтажа

III

Возможность проверки СИ по

сокращенной программе и наличие ее методики

Наличие методик поверки НСИ

Формуляр

Показатели правильности изложения вопросов по МО в КД
Инструкция по эксплуатации

К4

ТО

IV

Ведомость ЗИП

Инструкция по тех. обслуживанию

Удобство и безопасность в эксп. СИ

Наличие контрольных гнезд и разъемов

К5

Показатели качества контролепригодно-сти образца

V

Наличие поясняющих надписей

2. Каждую группу требований оцениваем своим показателем. Тогда, интегральный показатель качества метрологического обеспечения (МО) можно представить в виде суммы групповых показателей

                 (5)

или

             (6)

где n – количество аспектных требований; a – коэффициент весомости (КВ) оценки показателей.

Оценка группового показателя К определяется из выражения:

             (7)

где z – количество требований в n-й группе показателей.

3. Интегральную оценку качества метрологического обеспечения находим по формуле:

                 (8)

где N – количество групп оцениваемых требований; N1 - количество требований в s – й группе.

4. Значения коэффициентов весомости (КВ) определяются из условия того, что в каждой группе требований значимость единичных показателей может считаться одинаковой и влияние каждого из них на значение интегрального показателя в целом невелико. Тогда, значение коэффициентов весомости в каждой группе можно принять обратно пропорциональным количеству требований в данной группе (подробный подход нельзя распространять на группу показателей качества измерительного контроля. Оценка КВ в данном случае определяется исходя из особенностей конкретного образца ВВСТ):

                    (9)

5. С целью исключения влияния субъективных факторов для определения KB групповых показателей применим математический метод их определения путем стоимостного отношения, который дает возможность учета изменения коэффициентов в зависимости от требований, предъявляемых к данной группе показателей.

Для этого выразим KB
as через соотношение

                    (10)

где – стоимость, приходящаяся на обеспечение требований единичных показателей s – й группы; Со – суммарная стоимость метрологического обеспечения образца:

При этом принимаем допущение об отсутствии взаимосвязи между стоимостью обеспечения требований различных групп.

Предельное суммарное значение KB равно единице:

.

Оценку группового показателя качества выражаем в виде функциональной зависимости от стоимости его обеспечения и записываем систему уравнений:

Ki
= f(Ci),
i=
1,2, ,s, (11)

Зависимости вида могут быть получены методами корреляционно-регрессионного анализа при наличии соответствующих статистических данных.

В ряде случаев на основе имеющейся статистики проще получить зависимость вида:

,                  (12)

которая с учетом (10) преобразовывается в

.                (13)

Тогда (11) преобразовывается к виду:

Kjii / ai), i1,2, ,s, (14)

.

Для получения однозначного решения система (14) должна быть дополнена (S – 1) уравнениями. Для этого можно в качестве определяющего выбрать один из групповых показателей и установить его функциональную зависимость с другими показателями. Тогда, если известно где М – определяющий показатель, то систему (14) можно дополнить уравнениями вида:

ai YI (M), i1,2, ,s-1, (15).

В этом случае система будет содержать 2S неизвестных при 2S уравнениях, что дает возможность однозначного ее решения.



Все статьи автора «Кохно Павел Антонович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: