Моделирование интегрированной системы менеджмента опасного производственного объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 658.562

Моделирование интегрированной системы менеджмента опасного производственного объекта

Т.В. Школина

Предложена имитационная модель системы менеджмента качества опасного производственного объекта, предназначенная для ее исследования и оптимизации.

Ключевые слова: опасный производственный объект, интегрированная система менеджмента, оптимизация, результативность, риск.

Обеспечение качества всегда было и остается одной из самых сложных задач, с которыми приходится сталкиваться при производстве продукции и предоставлении услуг. Решение этой задачи для организаций с опасным характером производства [1] осложняется тем, что помимо качества здесь очень важны вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда. Поэтому система менеджмента качества (СМК) для организаций, занимающихся эксплуатацией опасных производственных объектов (ОПО), должна создаваться как интегрированная система менеджмента качества, промышленной безопасности и охраны труда.

В России и за рубежом стремление к интеграции систем менеджмента качества возрастает с каждым годом. Несмотря на это, методы их разработки носят в основном концептуальный и обобщенный характер [2]. Для решения данной проблемы необходима разработка нового подхода к построению интегрированных систем менеджмента качества предприятий, основанного на применении современных методов моделирования и оптимизации [3; 4].

Для исследования и оптимизации интегрированной системы менеджмента качества опасных производственных объектов предлагается имитационная модель СМК ОПО, структурная схема которой приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема имитационной модели СМК ОПО

Опишем подробнее методы решения задач в каждом из этих блоков.

Блок 1. Расчет критерия оптимальности (целевой функции) СМК ОПО. Для количественной оценки качества СМК ОПО используются следующие три единичных показателя:

R - риск нарушения безопасности процессов СМК ОПО;

P - результативность процессов СМК ОПО;

Z - относительные затраты на качество процессов СМК ОПО.

Оптимальность СМК ОПО предлагается оценивать с помощью целевой функции Q, представленной в виде следующего комплексного показателя:

, (1)

где , и - весовые коэффициенты единичных показателей R, P и Z.

Как видно из формулы (1), критерий оптимальности СМК ОПО представлен в виде среднего квадратического взвешенного единичных показателей. Этот выбор основан на неравенстве сравнения средневзвешенных комплексных показателей по чувствительности к изменениям [5]:

,

где - среднее гармоническое взвешенное;

- среднее геометрическое взвешенное;

- среднее арифметическое взвешенное;

- среднее квадратическое взвешенное.

Блок 2. Оценка риска нарушения безопасности процессов СМК ОПО. Риск нарушения безопасности процессов СМК ОПО определяется по формуле

,

где - приоритетное число риска (максимальное значение); - критическая граница приоритетного числа риска.

Приоритетное число риска определяется по алгоритму, блок-схема которого приведена на рис. 2. Алгоритм построен на основе следующих методик:

1. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов (РД 03-418-01).

2. Анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов (FMEA) (ГОСТ Р 51814.2-2001).

3. Лифты, эскалаторы и пассажирские конвейеры. Методология анализа риска (ГОСТ Р ИСО/ТС 14798-2003).

4. Методология использования дополнительной информации для анализа и оценки риска.

Определение объекта анализа и области его применения включает описание оснований и/или проблем, повлекших проведение анализа риска, и подробное описание исследуемой системы. Далее должны быть идентифицированы опасности, являющиеся причинами риска, а также пути, по которым эти опасности могут реализовываться. Для каждой из идентифицированных опасностей должны быть определены причины, приводящие к ее возникновению, и возможные последствия ее реализации.

Далее приступаем к оценке риска. Для каждого последствия экспертно определяют балл значимости S при помощи таблицы баллов значимости. Балл значимости изменяется от 1 (для наименее значимых по ущербу опасностей) до 10 (для наиболее значимых по ущербу опасностей). Он оценивается как фактор, воздействующий на жизнь людей, имущество и окружающую среду. Для конкретной организации эта таблица может быть пересмотрена в соответствии со спецификой организации и конкретными последствиями опасностей. В дальнейшем при вычислении ПЧР из всех последствий данной опасности используют одно - с максимальным баллом значимости S. Если при максимальном S ПЧР будет ниже граничного значения, то можно сделать вывод, что ПЧР в норме для всей рассматриваемой опасности.

Рис. 2. Схема алгоритма определения приоритетного числа рисков

Аналогично для каждой потенциальной причины экспертно определяют балл возникновения О (изменяется от 1 для практически невозможных причин до 10 - для часто возникающих) и балл обнаружения D (изменяется от 10 для практически необнаруживаемых опасностей (причин) до 1 - для практически достоверно обнаруживаемых).

После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска по формуле

ПЧР = .

Для опасностей, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР и в дальнейшем учитывают только максимальное. Каждое ПЧР может иметь значения от 1 до 1000. Для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧР_гр).

Для опасностей, у которых значение ПЧР превышает ПЧР_гр, разрабатываются меры по уменьшению риска. Меры по уменьшению риска могут иметь технический или организационный характер. Как правило, они направлены либо на уменьшение вероятности возникновения аварийной ситуации, либо на уменьшение тяжести последствий аварии.

На заключительном этапе должен быть документально оформлен отчет об анализе риска. Он должен содержать общее описание анализируемого опасного производственного объекта, определенные опасные ситуации (опасности, причины и последствия) с соответствующими экспертными оценками S, O и D, расчет ПЧР, предложенные мероприятия по уменьшению риска для объектов с ПЧР > ПЧР_гр. Также в отчете могут быть даны ссылки на справочную информацию и ее источники.

Блок 3. Определение результативности СМК ОПО. Проблема оценки результативности процессов СМК на сегодняшний момент является актуальной. Предложено множество методик, основанных на различных подходах к оценке результативности. При этом универсальной методики оценки результативности процессов СМК не существует. В данной статье предлагается методика определения результативности, базирующаяся на элементах различных методик и адаптированная к СМК ОПО.

В соответствии с ГОСТ Р ИСО 9000-2001 "результативность - это степень реализации запланированной деятельности и достижения запланированных результатов". Таким образом, оценка результативности процесса возможна в том случае, если будут определены цели в области качества каждого оцениваемого процесса и эти цели будут измеримы.

По ГОСТ Р 12.0.006-2002 "результативность - это измеримые результаты функционирования системы управления охраной труда, относящиеся к контролю и управлению рисками для здоровья и безопасности персонала и основывающиеся на политике охраны труда организации, ее целях и задачах". Данное определение можно рассматривать в контексте двух частей. Первую часть ("измеримые результаты функционирования системы управления охраной труда, относящиеся к контролю и управлению рисками для здоровья и безопасности персонала") мы оцениваем в блоке 2 при оценке риска. А вторая часть, где результативность рассматривается как измеримые результаты, "основывающиеся на политике … целях и задачах", очень тесно перекликается с определением в ГОСТ Р ИСО 9000 (именно эту результативность мы оцениваем в данном блоке).

Таким образом, прежде всего необходимо определить цели в области качества и охраны труда всего предприятия, на их основе установить цели для каждого выделенного и описанного процесса и в соответствии с этими целями разработать показатели результативности для каждого процесса. Эти показатели будут являться основой для оценки результативности СМК путем вычисления комплексного показателя результативности. Алгоритм определения результативности СМК ОПО представлен на рис. 3.

Рис. 3. Схема алгоритма определения результативности СМК ОПО

Результативность СМК ОПО предлагается определять как среднеарифметическое взвешенное частных критериев (п. 8.4 "Анализ данных" ГОСТ Р ИСО 9001):

, (2)

где Р₁ - критерий, характеризующий удовлетворенность потребителей качеством продукции (услуг); Р₂ - критерий, характеризующий соответствие продукции (услуг) требованиям; Р₃ - критерий, характеризующий степень выполнения требований стандартов, на соответствие которым разработана СМК ОПО; Р₄ - критерий, характеризующий качество продукции поставщиков; - весовые коэффициенты. Весовые коэффициенты частных критериев определяются методом экспертных оценок.

Оценка результативности СМК ОПО включает следующие этапы:

- оценка показателей частных критериев результативности СМК ОПО;

- оценка частных критериев результативности;

- оценка результативности СМК ОПО и ее интерпретация.

Частный критерий Р₁ определяется по формуле

, (3)

где - весовые коэффициенты (сумма весовых коэффициентов на каждом уровне иерархии должна быть равна единице); U₁ - критерий удовлетворенности качеством продукции; U₂ - критерий удовлетворенности гарантийным обслуживанием; U₃ - критерий удовлетворенности сервисным обслуживанием; U₄ - критерий удовлетворенности качеством сотрудничества с организацией.

В формуле (3) критерии удовлетворенности верхнего уровня иерархии включают критерии нижнего уровня, которые определяются организацией и могут варьироваться в зависимости от специфики видов деятельности. Для расчета критерия Р₁ может быть применена известная методика [6].

Частный критерий Р₂, характеризующий соответствие продукции (услуг) требованиям, рассчитывается как средневзвешенная оценка показателей:

,

где - весовые коэффициенты; - доля несоответствующей продукции (отношение количества несоответствующих единиц продукции к общему ее количеству); - доля реализованной продукции с браком (отношение количества бракованной продукции, попавшей к потребителю, к общему количеству реализованной продукции); - доля продукции, требующей гарантийного ремонта (отношение количества продукции, требующей гарантийного ремонта, к общему количеству реализованной продукции); - доля продукции, не принятой с первого предъявления (отношение количества продукции, принятой со второго предъявления, к общему количеству принятой продукции).

Частный критерий Р₃, характеризующий степень выполнения требований стандартов, определяется в соответствии с блок-схемой на рис. 4.

Согласно этой блок-схеме, при определении критерия Р₃ необходимо рассчитать 3 коэффициента. Коэффициент определяется как отношение количества выявленных несоответствий к общему количеству проверенных требований. Коэффициент рассчитывается как отношение количества выполненных корректирующих действий (КД) и предупреждающих действий (ПД) к их предусмотренному количеству. - это отношение количества несоответствий, выявленных повторно (после выполнения КД или ПД), к общему количеству выявленных несоответствий.

Критерий Р₃ определяем по формуле

,

где - весовые коэффициенты.

Рис. 4. Блок-схема расчета частного критерия Р₃

Величина частного критерия Р₄, характеризующего качество продукции поставщиков, определяется через отношение количества забракованной продукции поставщиков () к общему количеству поставленной продукции () по формуле

.

После определения всех частных критериев осуществляется оценка результативности СМК ОПО по формуле (2) и интерпретация полученных значений (таблица).

Таблица

Интерпретация значений результативности СМК ОПО

Блок 4. Определение относительных суммарных затрат на процессы СМК ОПО. Затраты на процессы СМК ОПО рассчитываются по методике [7], в соответствии с которой затраты на качество процесса складываются из четырех групп затрат: предупредительные, затраты на контроль и испытания, внутренние потери и внешние потери. Суммарные затраты на р-й процесс рассчитываются по формуле

,

где i - группы затрат (1 - затраты на нормальное функционирование процесса, 2 - предупредительные затраты, 3 - затраты на контроль и испытания, 4 - внутренние потери, 5 - внешние потери); j - категории работников (1 - основные рабочие, 2 - вспомогательные рабочие, 3 - руководители, 4 - специалисты); - затраты на процесс; - затраты, связанные с внутренним браком; - затраты, связанные с прочими внутренними потерями; - затраты, связанные с внешним браком.

Блок 5. Определение входных варьируемых параметров модели. Для проведения исследований с помощью имитационной модели СМК ОПО необходимо определить входные варьируемые параметры модели. В качестве варьируемых параметров предлагается использовать уровень зрелости процессов СМК ОПО. Оценка зрелости процессов распространена в практике построения СМК организаций и базируется на следующих подходах:

· Международный стандарт качества в отрасли создания программных средств. CMMI - модель зрелости процессов создания программного обеспечения, или эволюционная модель развития способности компании разрабатывать качественное программное обеспечение. Модель имеет пять уровней зрелости.

· Японская модель устойчивого роста, имеющая пять уровней зрелости организации (JIS/TR Q 0005:2005. Системы менеджмента качества. Руководящие указания по устойчивому росту).

· Зарубежный опыт. В частности, Роберт Гарднер, известный специалист в области качества, рассматривает модель зрелости процессов, имеющую 6 уровней зрелости [8].

· Методика проведения оценки СК ОУ экспертами-аудиторами при проведении аттестации и государственной аккредитации [9].

Уровень зрелости организации - это степень, с которой деятельность организации и ее результаты определены, измеряемы и воспроизводимы, способны быть устойчивыми к нежелательным воздействиям, эффективны и гибки при изменении внешних условий и требований потребителей, а также других заинтересованных сторон.

В данной статье предлагается использовать сплошную шкалу, где все пять уровней (неопределенность, определенность, воспроизводимость, способность, эффективность) расположены на одной числовой оси абсцисс.

На вход имитационной модели варьируемые параметры подаются в виде вектора , где - уровень зрелости i-го процесса СМК ОПО, n - число выбранных для исследования процессов СМК ОПО.

Определение зависимостей показателей (критериев) модели от варьируемых параметров:

1. Зависимость риска нарушения безопасности процесса от уровня зрелости процесса. Влияние зрелости процессов на риск R будем определять через следующие зависимости составляющих параметров ПЧР:

· Значимость последствия дефекта .

· Вероятность возникновения дефекта .

· Возможность обнаружения дефекта .

Численные значения этих зависимостей определяются одним из методов: интегрированный менеджмент затрата риск

- опытным путем (наблюдение (мониторинг) процессов);

- экспертным путем (оценка).

2. Зависимость результативности от уровня зрелости процесса. Влияние зрелости процессов на результативность P будем определять через зависимость результативности исследуемых процессов , где - результативность i-го процесса.

Численные значения этих зависимостей определяются опытным или экспертным путем.

3. Зависимость затрат на процесс от уровня зрелости процесса. Влияние зрелости процессов на затраты будем определять через зависимости составляющих суммарных затрат на процесс.

Опытная проверка описанной имитационной модели СМК ОПО была проведена на системе менеджмента качества ООО "Брянсклифт". Расчеты подтвердили работоспособность и эффективность предлагаемой модели.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральный закон от 21.07.97 № 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов".

2. Мирошников, В.В. Теоретические основы построения интегрированных систем менеджмента качества / В.В. Мирошников, Т.В. Школина // Качество. Инновации. Образование. - 2005. - № 1. - С. 45-52.

3. Мирошников, В.В. Математические методы оптимизации решений, принимаемых в менеджменте качества / В.В. Мирошников // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2004. - №12. - С. 37-41.

4. Мирошников, В.В. Математическое моделирование менеджмента качества / В.В. Мирошников // Справочник. Инженерный журнал. - 2002. - №6. - С. 34-37.

5. Шишкин, И.Ф. Квалиметрия и управление качеством: учеб. для вузов / И.Ф. Шишкин, В.М. Станякин. - М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. - 256 с.

6. Мирошников, В.В. Методика оценки удовлетворенности заинтересованных сторон организации на основе применения нечетких множеств / В.В. Мирошников, Н.М. Борбаць // Информационные технологии. - 2007. - №3.- С. 63-73.

7. Ефимова, Г.В. Управление качеством процессов машиностроительного предприятия на основе анализа затрат на качество / Г.В. Ефимова // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - № 11. - С. 12-19.

8. Гарднер, Р. Преодоление парадокса процессов / Р. Гарднер // Стандарты и качество. - 2002. - № 1. - С. 82-88.

9. Методика оценки СК образовательных учреждений / В.В. Азарьева, В.И. Круглов, Д.В. Пузанков, В.С. Соболев и др. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2007. - 71 с.

Размещено на Allbest.ru