Анализ и контроль покупных и повторно используемых компонентов
технические (метрологические, технологические, конструкторские);
- экономические (финансовые, нормативные, материальные);
- социальные (организационные, правовые, кадровые).
Комплексное использование всех этих факторов и их компонентов -
основное условие успешного функционирования системы управления качеством продукции. Этот опыт обобщен в серии международных стандартов ISO 9000, на основе которых издана серия отечественных стандартов ГОСТ 40.9000.
В соответствии с этими стандартами существует тесная связь стадий жизненного цикла и качества. Это отражается в так называемой петле качества (рис.
5.5).
Под уровнем качества изделия понимаются относительные характеристики качества (или его обобщенная характеристика) по сравнению с со- Маркетинговые
исследования
Утилизация
изделия
Техпомощь и обслуживание
Монтаж и эксплуатация
Реализация и распределение методы количественной обработки качественных экспертных оценок. Разработка требований к надежности АИС и показателям качества АИС на этапе системного анализа проекта проводится в основном с использованием моделей экспертных оценок.
Экспертная система качества - программная система, которая использует экспертные знания и модели экспертных оценок для обеспечения высокоэффективного решения задач в предметной области управления качеством. При разработке экспертных систем качества широко используются методы, наработанные в исследованиях по искусственному интеллекту.
Типовая схема оценки уровня качества изделия приведена на рис. 5.6.
безотказность (свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторого времени наработки без вынужденных перерывов);
- долговечность (свойство изделия сохранять работоспособность до
предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания);
- сохраняемость (свойство изделия сохранять обусловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортировки).
Показатели надежности, по существу, дополняют характеристику технического эффекта, так как предопределяют длительность и вероятность или полноту появления этого эффекта при эксплуатации изделия. Например, суммарный эффект Э от изделия у потребителя за срок службы Тсл (в годах) при годовом эффекте в случае безотказной работы Эг составит
Э = ЭгТслКэф,
где Кэф - коэффициент сохраняемости, учитывающий степень безотказности изделия в эксплуатации.
Таким образом, надежность изделия - это свойство, безусловно, одно из важнейших для него на всех этапах его жизненного цикла (кроме утилизации). С другой стороны, оно имеет четкую технико-экономическую природу. Необходимая надежность конкретного изделия определяется его назначением, и мера надежности - одна из тех характеристик, за которую платит потребитель.
В то же время обеспечение необходимого уровня надежности может быть решено многими техническими приемами, реализация каждого из которых требует определенных затрат. В такой постановке возникает задача технико-экономической оптимизации надежности изделия и затрат на ее обеспечение.
Критерием выбора оптимального решения при определении уровня надежности изделия служит минимум суммы приведенных затрат в комплексе "изделие-потребители-смежные звенья":
ЕнXК + ХС ® min’
j j
где j - число объектов комплекса, по которым инвестиции (K) или (и) текущие затраты (С) различны в зависимости от вариантов выполнения изделия;
Ен - внутренний темп окупаемости инвестиций.
Это выражение равносильно следующему:
ЕНКо + С + Утс + Уп + Уа ® min,
где К0 - капитальные затраты на повышение надежности (снижение вероятности отказов) изделия;
С0 - текущие затраты на повышение надежности;
Утс - годовой ущерб от отказов изделия у потребителя (ремонт, обслуживание);
Уп - годовой ущерб в основной деятельности потребителя от отказов изделия;
Усз - годовой ущерб в смежных звеньях от отказов изделия.
Предположим, таким изделием является генератор электроэнергии, поставляемый фирмой для районных электростанций. При его отказах потребителю наносится ущерб не только из-за дополнительного обслуживания и ремонта генератора, но и из-за снижения качества продукции (напряжение, частота в электросетях), недовыпуска продукции, непроизводительного расхода ресурсов при простое, необходимости иметь резервное оборудование и дополнительные запасы. В свою очередь ущерб в смежных звеньях (у потребителей электроэнергии) может быть особенно велик (им необходимо иметь соответствующие средства защиты, аварийное автономное резервное питание, запас предметов труда и т.д.). Типичная ситуация отображена на графиках (рис.
5.7). Предположим, что в исходном варианте изделия показатели его надежности были на уровне Н,, а цена потребления изделия (инвестиции в него и текущие расходы) была Зп1. Изготовителем разработан модифицированный вариант изделия с повышенной надежностью Hopt, но цена его потребления Зп.0| Зп1.
В отраженной на графике рис. 5.7 ситуации потребителю изделия будет выгодно заплатить большую сумму за изделие с повышенной надежностью, так как при этом цена потребления изделия за
вычетом суммы ущерба от отказов изделия будет минимальной. Дальнейшее повышение надежности и, следовательно, цены изделия будет невыгодно потребителю. Задача производителя изделия состоит в таком проектировании модифицированного изделия и организации его производства, чтобы обеспечить привлекательную для фирмы-изготовителя норму прибыли.
Таким образом, мы еще раз убеждаемся в том, что изготовитель должен системно подойти к ценообразованию на продукцию, изучив экономические характеристики эксплуатации изделия потребителем.
Технически возможны различные методы повышения надежности изделия:
- применение более прочных материалов с более высокими нагрузочными характеристиками, изменение конструктивных решений;
- поэлементное или поканальное резервирование;
- повышение схемной надежности;
- совершенствование технологии изготовления;
- совершенствование системы ремонтов, обслуживания и эксплуатации.
По каждому из этих вариантов технологических решений должны быть
рассчитаны затраты, а далее целесообразно построить диаграммы "затраты-надежность", аналогичные приведенным на рис. 5.7.
Анализ таких диаграмм позволяет принять решение о методах реализации экономически оптимальной надежности изделия.
Определение потребности в новой системе в значительной степени является творческой задачей, и аналитические методы на этом этапе системотехнических работ носят вспомогательный характер.
Системотехника - научное направление, использующее методы системного анализа для создания, испытания и эксплуатации сложных технических и организационно-технических систем.
Анализ и контроль покупных и повторно используемых компонентов (ПИК). Комплексные испытания АИС
Единичному и мелкосерийному производству изделий, каким зачастую является производство АИС, свойственны особенности, существенно влияющие на качество выпускаемой продукции. К таким особенностям можно отнести частую переналадку технологического оборудования, обусловленную изменением номенклатуры выпускаемых изделий и перерывами в производстве, что в свою очередь приводит к консервации и расконсервации этого оборудования; частичную потерю навыков и квалификации производственного персонала, нестабильность производственных условий; нерентабельность производства из-за больших затрат на требуемые испытания и т.д.
В составе нового комплекса стандартов разработан стандарт ГОСТ РВ 20.57.418-98 (срок введения с 1 июля 1999 г.), в котором установлены дополнительные к регламентированным действующими стандартами требования к обеспечению, контролю качества и правилам приемки, например электрорадиоизделий для указанных "неординарных" условий производства.
На стадии разработки изделий должны быть проработаны вопросы обеспечения качества составляющих конструктивных элементов, узлов изделий. Поэтому выделяются критичные конструктивные элементы, для которых определяются информативные параметры, соответствие которых установленным критериям свидетельствует о сохранении требуемых свойств изделия. Разрабатываются и опробоваются методики контроля информативных параметров. Учитывая, что создать полностью управляемый технологический процесс невозможно, остаются слабо или практически не управляемые технологические операции, на которых высока вероятность возникновения дефектов.
Поэтому после таких операций необходимы расширенный диагностический неразрушающий контроль и отбраковочные испытания с жесткими критериями забракования.
Рекомендуется также создание необходимых конструктивно-технологических и производственных запасов по параметрам, установленным в конструкторской и технологической документации соответственно.
На стадии производства целесообразно больше внимание уделить вопросам обеспечения качества в ходе технологического процесса, включая вопросы оптимизации организации производства, а также усилению входного контроля покупных материалов, полуфабрикатов и повторно используемых компонентов; дополнительному инструктажу и аттестации производственного персонала; усилению контроля технологической дисциплины со стороны службы контроля качества и представителя заказчика; внеочередной аттестации испытательного оборудования, технологического процесса по точности и настроенности. В самом технологическом процессе необходимо расширить состав и ужесточить критерии операционного контроля и статистического регулирования технического процесса; ввести дополнительные контрольные операции со стороны ОТК и представителя заказчика, включая сплошной контроль информативных параметров, инспекционный контроль за отбраковочными испытаниями и проведением диагностического неразрушающего контроля.
Целесообразно дополнительно проводить ускоренные испытания на надежность критичных конструктивных элементов, проверку сохранения конструктивно-технологических и производственных запасов по параметрам. Следует расширить объем информации о результатах контроля, вносимой в сопроводительные листы изготавливаемой партии изделий, с целью ее анализа и выработки, а при необходимости давать рекомендации по проведению корректирующих воз-
действий для последующих партий изделий аналогичных типов.
После длительного перерыва в производстве изделий необходимо провести дополнительные мероприятия по обеспечению готовности производства к нормальному функционированию, в том числе:
- ремонтные и пусконаладочные работы;
- оценку технического состояния средств технологического оснащения;
- внеочередную аттестацию испытательного оборудования, технологического процесса по точности и настроенности;
-дополнительный инструктаж и (или) аттестацию производственного персонала;
- инспекционный контроль или сертификацию системы качества.
В связи с уменьшением объема выпуска возникают ситуации, когда объем выборок для полноценных испытаний становится сопоставимым с объемом годового выпуска изделий. Бывают случаи заказа изделий небольшими партиями, изготавливаемыми на заводах в течение месяца или квартала. В этих случаях целесообразно сокращать объем периодических испытаний с одновременным ужесточением приемо-сдаточных испытаний путем введения:
- сплошного контроля при проведении неразрушающих видов испытаний;
- усиленных планов выборочного контроля;
- кратковременных механических, климатических испытаний, испытаний на безотказность в течение 48, 96 или 168 ч;
- контроля параметров, отнесенных в ТУ к категории периодических испытаний;
- контроля дополнительных параметров-критериев годности в процессе и в конце механических, климатических испытаний и испытаний на безотказность, в том числе контроля информативных параметров.
В соответствии с требованиями ГОСТ РВ 20.57.418 в зависимости от характера производства допускается существенно изменять состав и объем периодических испытаний.
Для изделий единичного и мелкосерийного производства допускается для проведения определенных подгрупп испытаний включать типы изделий, выпускаемых по разным ТУ, имеющих однотипную конструкцию, близкие технологии и применяемые материалы. При этом оценку результатов испытаний распространяют на все типы изделий, входящих в единую конструктивно-технологическую группу. При получении отрицательных результатов испытаний смешанной выборки допускается проводить испытания отдельно на каждом из типов изделий, входящих в конструктивно-технологическую группу, по правилам первичных испытаний.
Приемку и отгрузку в этом случае производят по положительным результатам испытаний.
Для изделий единичного неритмичного и прерывистого производства в состав периодических испытаний не включают виды испытаний, которыми контролируют требования, подтвержденные контролем информативных параметров.
Испытания проводят на одной укрупненной подгруппе, объединяющей механические, климатические и конструктивные испытания, или последовательно по каждой из этих групп на одной выборке изделий. При испытаниях применяют фиксированные одноступенчатые планы контроля при минимальном объеме выборки с приемочным числом, равным нулю.
Приемку и отгрузку изделий осуществляют по результатам приемо-сдаточных и периодических испытаний соответственно.
Для изделий узкоцелевого применения, предназначенных для конкретной аппаратуры, допускается не проводить отдельных видов испытаний при условии осуществления подконтрольной эксплуатации со стороны предприятия-изготовителя таких изделий. Для изделий мелкосерийного неритмичного и прерывистого производства допускается также увеличивать периодичность испытаний, сохраняя при этом планы контроля в соответствии с ТУ.
После перерыва производства более чем на 9 месяцев (если иного не установлено в ОТУ) все основные виды периодических испытаний проводятся на первых партиях.
Типовые испытания осуществляют для изделий прерывистого производства, если за период перерыва произошли существенные изменения в области применяемых материалов, технологического оборудования, условий производства, технологических сред, а также при существенном снижении качества. В их состав включают те виды испытаний, которые не проведены при очередных периодических испытаниях, а также испытания из состава квалификационных.
Представляется, что регламентированный стандартом ГОСТ РВ 20.57.418 порядок сокращения объема разрушающих и дорогостоящих испытаний готовых изделий при усилении мер по обеспечению качества в процессе разработки и производства позволит сократить затраты на приемку изделий, выпускаемых в условиях единичного и мелкосерийного производства, с сохранением достигнутого уровня качества.
Организация эксплуатационного обслуживания АИС
Любая АИС в процессе работы требует эксплуатационного обслуживания. Как правило, комплексное эксплуатационное обслуживание включает в себя:
- настройку и регламентное эксплуатационное обслуживание на объек-
тах программно-технических комплексов автоматизированных информационных систем;
- инсталляцию, настройку и обслуживание системного, инструментального и прикладного программного обеспечения АИС;
- выбор методов и средств измерения эксплуатационных характеристик и функциональных подсистем АИС;
- анализ эксплуатационных характеристик АИС с целью выработки требований по их модификации.
Как показывает статистика, на эксплуатационное обслуживание вычислительной техники в Англии ежегодно расходуется 1,6 млрд. фунтов стерлингов. Развивающейся при этом тенденцией является обеспечение обслуживания не основными производителями и поставщиками вычислительной техники, а фирмами, специализирующимися только на обслуживании. Так, доля универсальных специализированных фирм, обслуживающих самую разнообразную и разнотипную вычислительную технику, составляет сейчас 10% в общем объеме эксплуатационного обслуживания ЭВМ. К числу преимуществ такой формы обслуживания относят повышение качества и оперативности ремонта, сокращение расходов, а также численности обслуживающего персонала.
Так, фирма "Бритойл" (отделение фирмы "Бритиш петролеум", Глазго), располагающая 1300 ЭВМ и сопутствующей периферийной аппаратурой 30 различных поставщиков, привлекла к их обслуживанию фирмы "АТМ". В результате уменьшились расходы на обслуживание, упростилось управление им, а вместо командируемых ремонтных бригад в составе 10-15 инженеров на предприятие направлен один инженер-ремонтник, находящийся там постоянно. Со своей стороны основные поставщики стремятся заключать контакты на ремонт и обслуживание всей вычислительной техники данного предприятия или организации, преследуя, в частности, небескорыстную цель продажи им только своей продукции.
Они также пытаются мешать деятельности специализированных эксплуатационных фирм, не продавая им запасных частей и документацию на свою вычислительную технику или не давая им доступа к своему специализированному испытательно-диагностическому оборудованию и специальному программному обеспечению.
Тем не менее эксплуатационные и сервисные фирмы успешно работают благодаря оперативности и более высокому качеству выполнения ремонтно-профилактических работ. Например, в типовом контракте с эксплуатационной фирмой оговаривается требование принятия мер по отказам и неисправностям вычислительной техники в течение не более чем четырех часов, а при необеспечении ремонта на месте предусматривается замена отказавшего блока или устройства (клавиатуры, носителя на магнитных дисках и т.п.) с его эвакуацией для ремонта в специальных мастерских.
Практика эксплуатационного обслуживания показывает, что наиболее ненадежными являются не сами ЭВМ, а периферийная аппаратура, имеющая движущиеся части и компоненты. Так, чаще всего выходят из строя печатающие аппараты, причем 20% отказов происходит из-за неумелого или небрежного обращения, в том числе из-за проливания кофе на клавиатуры. Наряду с этим отмечается устойчивая тенденция повышения надежности работы вычислительной техники. Например, хотя расходы на ее эксплуатационное обслуживание возрастают ежегодно на 10%, это ниже роста общих расходов на компьютерный сервис.
Фирма "АТМ" составила и непрерывно ведет специальную таблицу со статистическими данными о надежности вычислительной техники разных поставщиков. Эта таблица используется в частном порядке для консультаций, в том числе фирмой "Бри-тойл", которая в результате прекратила закупки одного из графических видеоиндикаторов в силу его низкой отказоустойчивости.
Фирма "Харуэлл компьютер пауэр" разработала комплект машинных программ "Статус IQ" для оперативного поиска и вывода информации из базовых массивов данных. В отличие от существующих средств аналогичного назначения вместо ключевых слов в новых программах поиск производится путем постановки вопросов на обычном английском языке.
Так, в вопросе "Какие стандарты по выхлопным газам распространяются на контроль загрязнения среды, создаваемого автотранспортом на шоссе М6?", выделяются такие отправные понятия, как "стандарты на выхлопные газы", "контроль", "загрязнение среды" и "автотранспорт", с помощью которых в базовом массиве ищется относящаяся к делу информация. Вывод последней осуществляется в порядке наиболее вероятного правдоподобия.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Составьте логическую схему базы знаний по теме юниты.
2. Перечислите основные виды испытаний для автоматизированных систем:
1)
2)
3)
3. Перечислите общие требования для построения математических моделей:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
4. Запишите формулу нормального закона изменения вероятности отказов P(t), или распределение Гаусса (для постепенных отказов).
5. Перечислите способы описания конечных автоматов:
1)
2)
ТРЕНИНГУМЕНИЙ
Пример выполнения упражнения тренинга на умение 1
Задание
Построить и проанализировать диаграмму состояний конечного автомата, заданного следующей таблицей переходов:
| Текущее состояние | Следующее состояние | Выход | ||||
| Вход | Вход | |||||
| j | 0 | 1 | f | 0 | 1 | |
| So | S2 | So | 1 | 0 | ||
| Si | Si | S2 | 0 | 1 | ||
| So | So | S2 | 0 | 1 |
(пример выполнения задания)
i недостижимо, если автомат начинает работу из состояния s0 или S2.
Выполните самостоятельно следующие задания:
Задание 1.1
Построить и проанализировать диаграмму состояний конечного автомата, заданного следующей таблицей переходов:
| Текущее состояние | Следующее состояние | Выход | ||||
| Вход | Вход | |||||
| j | 0 | 1 | f | 0 | i | |
| So | S2 | So | 0 | i | ||
| Si | Si | So | 0 | i | ||
| S2 | Si | Si | 0 | i |
Построить и проанализировать диаграмму состояний конечного автомата, заданного следующей таблицей переходов:
| Текущее состояние | Следующее состояние | Выход | ||||
| Вход | Вход | |||||
| j | 0 | 1 | f | 0 | 1 | |
| So | S2 | So | 0 | 1 | ||
| S | S3 | So | 1 | 1 | ||
| S2 | Si | S3 | 0 | 1 | ||
| S3 | Si | S2 | 1 | 0 |
Построить и проанализировать диаграмму состояний конечного автомата, заданного следующей таблицей переходов:
| Текущее состояние | Следующее состояние | Выход | ||||
| Вход | Вход | |||||
| j | 0 | 1 | f | 0 | 1 | |
| So | Si | So | 0 | 1 | ||
| Si | S3 | So | 1 | 0 | ||
| S2 | S4 | S3 | 1 | 0 | ||
| S3 | Si | S4 | 1 | 1 | ||
| S4 | So | S2 | 0 | 1 |
Пример выполнения упражнения тренинга на умение 2
Задание
Определить коэффициент экономической эффективности внедряемой АИС при заданных начальных условиях:
Сти - затраты на теоретические исследования;
Спр - затраты на разработку программ и программной документации;
Смч - стоимость одного машинного часа работы ЭВМ, у.е./ч.;
tMp - машинное время решения задачи, ч.;
Сзп - заработная плата программиста в единицу времени, у.е./ч.;
tnpoz.p - время программиста, затрачиваемое на решение задачи с помощью ЭВМ, ч;
Скос - накладные (косвенные) расходы;
Ссс - затраты на социальное страхование;
С? и Срн - соответственно затраты на базовое решение задачи базовым и новым способом;
Vs и ?н - частота решения задачи соответственно базовым и новым способом.
Решение
(пример выполнения задания)
п/п |
Алгоритм | Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму |
| 1. | Определение единовременных затрат | Единовременные затраты на разработку и внедрение новых методов решения задачи включают: Км = Сти + Спр |
| 2. | Определение суммы затрат на решение поставленной задачи с помощью новой АИС |
Стоимость разового решения задачи определяется из следующего соотношения: Ср = С t + С t + С + С Смч1мрг Сзп1прог.р ' СкосГ Ссс |
| 3. | Определение снижения издержек при решении задачи новым способом по сравнению со старым способом | Экономический эффект определяется по следующей формуле: Э = Ср?5- СрПн |
| 4. | Определение коэффициента экономической эффективности | Критерий оценки экономической эффективности внедрения новых методов решения задач определяется из соотношения: Кэ = Км |
Задание 2.1
Определить коэффициент экономической эффективности внедряемой АИС при заданных начальных условиях:
Сти = 2000 у.е.; Спр = 900 у.е.; Смч = 2 У-е./ч .; tMp = 0,5 ч.;
Сзп = 10 у.е./ч.;
tnpos.p = 0 ,5 ч.;
Скос = 90 у-е.; Ссс = 70 у.е.;
С = 80 у.е.; Срр = 50 у.е.; ?р = 100;
Пн = 10.
Задание 2.2
Определить коэффициент экономической эффективности внедряемой АИС при заданных начальных условиях:
Скос = 70 у-е.; С00 = 60 у.е.; Ср8 = 25 у.е.; Срн = 23 у.е.; vd = 100;
?н = 150.
Сти = 3000 у.е.; Спр = 10000 у.е.;
Смч = 3 у-е./ч.;
К,р = 0,7 ч.;
Сзп = 11 у.е./ч.;
Ьірог.р = 0,6 ч.;
