Поддержка принятия решений в системе менеджмента качества предприятия на основе моделирования и автоматизации процесса поиска решений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поддержка принятия решений в системе менеджмента качества предприятия на основе моделирования и автоматизации процесса поиска решений

Специальность 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киселева Ирина Александровна

Рыбинск 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева на кафедре «Технология авиационных двигателей, общего машиностроения и управления качеством»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Киселев Эдуард Валентинович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Яблонский Олег Павлович

кандидат технических наук Соколов Михаил Авангардович Ведущая организация ЗАО «ВолгАэро» (г. Рыбинск)

Защита состоится 26 декабря 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.210.02 в Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославская область, ул. Пушкина, 53, ауд. Г-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева

Автореферат разослан «24» ноября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Надеждин И. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Деятельность по управлению качеством во всех проявлениях и на всех этапах, начиная с постановки целей и задач и завершая контролем и общей оценкой содеянного, сопряжена с непрерывно осуществляющимся процессом разработки, принятия и реализации решений. Соответственно результативность этой деятельности обуславливается способностью организовать квалифицированную работу над решениями и в нужный момент находить среди них наиболее рациональные.

Проблема принятия решений в области управления качеством была обозначена еще в конце 20 века профессором А. В. Гличевым, но до настоящего времени в исследовательской и практической деятельности вопросам подготовки и принятия решений в области качества уделяется недостаточное внимание.

Одним из наиболее перспективных способов решения рассматриваемой проблемы является разработка моделей поддержки принятия решений в системе менеджмента качества (СМК) и их автоматизация.

Поэтому исследование вопроса принятия решения в СМК в настоящее время требует проведения научных исследований, а разработка теоретических, методических и практических рекомендаций в области повышения эффективности СМК предприятий за счет использования средств автоматизации процессов поддержки принятия решений представляется актуальной и своевременной.

Цель диссертационной работы. Повышение результативности управленческих решений в области менеджмента качества на основе разработки и использования автоматизированной системы поддержки принятия решений.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

- исследовать процесс принятия решений в СМК предприятия, разработать его информационную модель;

- разработать методику, реализующую поддержку принятия решений в СМК;

- разработать алгоритм поиска оптимального решения для ситуаций, возникающих в процессе разработки, внедрения и улучшения СМК;

- разработать и апробировать концепцию автоматизированной системы поддержки принятия решений в СМК.

Предмет исследования - процесс поддержки принятия решения в СМК. решение менеджмент качество управленческий

Объект исследования - СМК предприятия.

Методы исследования. Для обработки первичной информации использовались общенаучные приемы анализа и синтеза. Для решения поставленных в работе задач были использованы принципы системного подхода и системного анализа, теория принятия оптимальных решений, теория иерархий, технология моделирования.

Достоверность научных результатов исследования подтверждается репрезентативностью исходных материалов, сходимостью теоретических и экспериментальных данных, выбором адекватных моделей и методов, применением перспективных методик научного познания.

На защиту выносятся:

- модель процесса поиска решений в СМК предприятия;

- методология поддержки принятия решений в СМК предприятия;

- многоуровневый классификатор проблем, возникающих в области управления качеством;

- структурная схема и принципы построения автоматизированной системы поддержки принятия решений в СМК.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке моделей и алгоритмов поддержки принятия решений при реализации системного менеджмента качества на промышленных предприятиях.

Практическую значимость диссертационной работы составляют методики и программные средства, реализующие поддержку принятия решений, и направленные на повышение эффективности функционирования системы менеджмента качества предприятия.

Результаты диссертационного исследования были использованы при реализации научного проекта на тему: «Изучение принципов и возможностей применения информационных технологий для повышения эффективности процессов менеджмента качества наукоемких производств» (№ госрегистрации 0120.0 503848) в рамках программы «Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограммы «Развитие инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности высшей школы и ее кадрового потенциала».

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на ЙЙЙ Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством» (г. Москва, 2004 г.), на 7-й Международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.), на ХЙЙЙ Международной научно-практической конференции «Управление организацией: диагностика, стратегия, эффективность» (г. Санкт-Петербург, 2005 г.), на Международной молодежной конференции «ХХХЙ Гагаринские чтения» (г. Москва, 2005 г.), на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, (г. Рыбинск, 2005 г.), на Международной школе-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им. П. А. Соловьева и В. Н. Кондратьева (г. Рыбинск, 2006 г.).

Диссертация в полном объеме обсуждена и одобрена на заседании кафедры «Технологии авиационных двигателей, общего машиностроения и управление качеством» РГАТА имени П. А. Соловьева (г. Рыбинск, 2006 г.).

Программные комплексы, предложенные и реализованные в ходе выполнения диссертационной работы, были апробированы и приняты к внедрению на двух предприятиях (г. Рыбинск и г. Санкт-Петербург), что подтверждено справками о внедрении.

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 11 научных работах. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованных источников из 93 наименований. Работа изложена на 147 страницах и содержит 14 таблиц и 45 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и практическая значимость работы.

Первая глава диссертации посвящена аналитическому обзору главных проблем в области принятия решений. Основные результаты в этом направлении связаны с работами Г. Саймона, Р. Акоффа, С. Янга, Х. Райфа, О. И. Ларичева, Е. П. Голубкова, А. Г. Венделина, Ю. Ю. Екатеринославского и других ученых. Их анализ позволил сделать вывод о том, что присущие в настоящее время недостатки теории принятия решений обусловлены несовершенством ее методологического аппарата, необходима адаптация методов и технологий принятия решений к специфическим особенностям узкоспециализированных областей деятельности, таких как системный менеджмент качества.

Анализ научных работ в области технологии подготовки, принятия и реализации решений показал, что в настоящее время не существует общего мнения о количестве и составе этапов, из которых в действительности состоит процесс выработки решений. Главная причина этого заключается в различии обстоятельств, в которых проходят конкретные процессы, из-за чего многочисленным этапам процесса выработки решений в разных случаях придается многообразное значение. Именно поэтому во второй главе предложена обобщенная модель процесса принятия решений, учитывающая особенности процессов СМК.

Проведенный обзор современного рынка специализированных программных продуктов, направленных на поддержку принятия решений, позволил сделать вывод о наличии большого числа программных комплексов в этой области. Однако в настоящее время на российском рынке не представлены системы поддержки принятия решений, полностью ориентированные для использования в СМК.

По результатам анализа первой главы сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе диссертационной работы проведен теоретический анализ процесса принятия решений в СМК.

Основные теоретические и практические положения в области развития СМК отражены в исследованиях отечественных и зарубежных ученых, таких как: Ю. П. Адлер, В. Н. Азаров, В. Я. Белобрагин, В. В. Бойцов, Б. В. Бойцов, В. А. Васильев, В. Г. Версан, Б. И. Герасимов, А. В. Гличев, О. П. Глудкин, О. А. Горленко, И. П. Данилов, М. Г. Круглов, Е. М. Карлик, В. А. Лапидус, Д. С. Львов, В. В. Окрепилов, С. В. Пономарев, М. З. Свиткин, Э. Деминг, Дж. Джуран, К. Исикава, Ф. Кросби, У. Шухарт, А. Фейгенбаум и др. Однако вопросы принятия решений в области системного менеджмента должного развития не получили.

Исследование и анализ особенностей СМК показал, что основной причиной низкой эффективности функционирования и управления существующими СМК является принятие нечетких, необоснованных и несвоевременных решений в процессе разработки, внедрения и совершенствования данных систем. Среди основных факторов, негативно влияющих на процесс принятия решений в СМК, были выделены трудности связанные с получением адекватной и своевременной информации о функционировании СМК, а также проблемы, связанные с учетом при разработке управленческих решений множества требований документации, описывающей СМК.

В данной главе с использованием методологии функционального моделирования процессов IDEF0 описана и разработана обобщенная модель процесса принятия решений в СМК. На рис. 1 представлена схема процесса принятия решений в СМК.

Рис. 1 Схема процесса принятия решений в СМК

Анализ построенной модели показал, что ключевым элементом процесса принятия решений в СМК является поиск оптимального в конкретных условиях решения. От эффективности этого этапа зависит результативность всего процесса принятия решения.

Именно поэтому процессу поиска решений в СМК было уделено более тщательное внимание, с этой целью была описана и разработана математическая модель процесса поиска решений в СМК, учитывающая основные аспекты взаимодействия «Проявления проблемы/Текущие возможности» при выработке управленческих решений за счет использования качественных и количественных оценок как формализуемых, так и не формализуемых составляющих ситуации.

Пусть имеется проблема в области качества Q, которую можно представить в виде набора n конкретных проявлений Q_i, каждое из которых связано с различными направлениями работ по разработке, внедрению и совершенствованием СМК предприятия

Q_iQ, i[1, 2,..., n].

Проблема существует в определенных условиях, которые можно представить в виде перечня объективных возможностей конкретного предприятия U, каждое из которых соответствует определенному состоянию

U_jU, j[1, 2,..., m]

Пусть для разрешений сложившейся проблемной ситуации имеется совокупность организационно-технических мероприятий А, которые может совершить лицо, принимающее решение, в реальных условиях для решения сложившейся проблемной ситуации. Примем, что для устранения любой частной проблемы Q_i в условиях U_j может быть предложено по крайней мере два мероприятия А_y А, т. е. каждой паре сочетаний Q_i и U_j соответствует множество возможных мероприятий в области качества А(Q_i, U_j). В дальнейшем для краткости будем записывать А_ij вместо А(Q_i, U_j).

Необходимо учитывать, что А_ij = [г₁, г₂, …, г_k,…, г_р], при этом каждое из возможных мероприятий, характеризуется полезностью, например, г_k имеет полезность W (г_k) и показатель качества S_k.

Также задано р - решающее правило, указывающее как из множества мероприятий, проранжированных по критерию полезности, выделить одно или несколько наиболее предпочтительных в реальных условиях.

Таким образом, в общем виде математическую модель процесса поиска решений в СМК можно представить следующим образом:

R = f(Q, U, А, W, S_, р),

Алгоритм поиска решений в СМК с помощью предлагаемой математической модели предполагает выполнение 5 этапов (табл. 1), которые, по мнению автора, способны повысить эффективность принимаемых в СМК решений.

Таблица 1

Этапы поиска решений в СМК

Этап 1. Несмотря на то, что СМК различных предприятий отличаются друг от друга, проблемы, с которыми сталкиваются организации при их разработке и внедрении, в основе своей схожи между собой. Исходя из этого, в данной работе предлагается единая методология рассмотрения проблем СМК, которая базируется на принципах системного анализа. В основе данной методологии лежит использование многоуровневого классификатора проблем в области управления качеством, фрагмент которого представлен в табл. 2.

В процессе разработки настоящего классификатора детализация проблем, возникающих в области управления качеством {Q}, осуществлялась путем развернутого представления состава работ по каждому элементу СМК в соответствии с требованиями стандартов ИСО серии 9000.

Таблица 2

Фрагмент многоуровневого классификатора проблем в области управления качеством (1 - 3 уровни)

Предложенный в табл. 2 классификатор в процессе практического его использования позволяет дополнительно каждое основное проявление проблемы в СМК детализировать до необходимого частного уровня. Фрагмент аналогичной классификации представлен в табл. 3.

Таблица 3

Фрагмент многоуровневого классификатора проблем в области управления качеством (3 - 4 уровни)

Предполагается, что в процессе практического использования классификатора необходимо применение средств автоматизации, позволяющих значительно снизить трудоемкость работ на данном этапе.

Этап 2. Важным условием правильного решения проблем, возникающих в процессе разработки, внедрения и совершенствования СМК, является определение текущих возможностей конкретного предприятия.

В процессе поиска решений в СМК предлагается текущие возможности конкретного предприятия условно разбить на составляющие компоненты, поэтому в ходе выполнения диссертационной работы был разработан классификатор текущих возможностей предприятия, фрагмент которого представлен в табл. 4.

Таблица 4

Фрагмент классификатора текущих возможностей предприятия

На данном этапе лицу, принимающему решение, необходимо для каждой возможности из классификатора U_j назначить количественную оценку V_j, характеризующую ее текущее состояние для конкретного предприятия. При этом предлагается использовать бальную шкалу, характеризующую степень выраженности оцениваемого объекта (табл. 5).

Таблица 5

Бальная шкала для оценки текущих возможностей предприятия

Этап 3, 4. После того, как рассматриваемая проблема уже определена, установлены ее границы, охарактеризованы текущие возможности предприятия. Следующим этапом является выбор лицом, принимающим решение (для каждого сочетания основных проявлений проблемы и реальных возможностей предприятия) возможных организационно-технических мероприятий, которые приводили бы к решению сложившейся в СМК проблемной ситуации. В работе с учетом практики организации работ в области разработки, внедрения, использования и совершенствования СМК автором был сформирован перечень типовых организационно-технических мероприятий, которые могут быть использованы в процессе поиска оптимальных решений.

Таким образом, ситуация принятия решения описывается некоторой матрицей, схематичное изображение которой представлено на рис. 2.

Рис. 2 Схематичное изображение предлагаемой матрицы решений

Элементами матрицы являются численные значения критерия полезности возможных мероприятий, сформулированных для каждого сочетания проявление проблемы и возможность соответственно данной клетке матрицы, т. е. на пересечении i-й строки и j-го столбца записываются критерии полезности множества возможных мероприятий А_ij. Таким образом, каждая клетка матрицы реально содержит не одно число, а целый вектор критериев полезности всех мероприятий, выделенных для решения конкретного проявления проблемы (табл. 6).

Таблица 6

Матрица решений

В данной работе в качестве единой шкалы оценки критериев полезности W предлагается использовать шкалу, за основу которой взята шкала парных сравнений Т. Саати (табл. 7).

Таблица 7

Шкала оценки критерия полезности

Завершающим этапом построения матрицы решений является синтез полученных оценок критериев полезности для каждого мероприятия по следующей формуле

S_k=,

где S_k - показатель качества г_k-гo мероприятия;

W_k - оценка критерия полезности г_k-гo мероприятия для устранения частного проявления проблемы Q_i при существующей возможности U_j;

V_j - оценка, характеризующая текущее состояние j-й возможности;

б - оператор, которому присваивается значение 1, если Q_i проявление проблемы имеется в сложившейся ситуации, и, соответственно, 0, если - отсутствует.

Этап 5. Конечным этапом при реализации предлагаемой модели является вынесение суждения лицом, принимающим решение, о предпочтительности мероприятий. Данный процесс осуществляется на основе сформулированного решающего правила р.

Кроме этого, в рамках диссертационной работы сформулированы общие рекомендации по формированию экспертных групп, методики анализа сложившейся проблемной ситуации, оценки текущего состояния возможностей предприятия, оценки критериев полезности мероприятий в области управления качеством.

В третьей главе дано описание тестовой версии автоматизированной системы поддержки принятия решений в СМК (система «ПРК»). В качестве средства практической апробации и изучения возможностей автоматизированной системы выбран специальный программный комплекс - MS Access 2002. Алгоритм работы системы «ПРК» приведен на рис. 3.

Рис. 3 Алгоритм работы системы «ПРК»

Система «ПРК» позволяет более четко разобраться в сложившейся ситуации выбора решений, обеспечивает целенаправленность размышлений лица, принимающего решение, и выполняет следующие функции:

- анализ проблемной ситуации;

- выработка возможных управленческих решений (сценариев действий);

- оценка сгенерированных сценариев (действий, решений) и выбор лучшего из них по определенному критерию;

- обеспечение постоянного обмена информацией об обстановке принимаемых решений и помощь в согласовании групповых решений;

- сбор данных о результатах реализации принятых решений и оценка результатов.

В четвертой главе представлены результаты апробации автоматизированной системы поддержки принятия решений в СМК на базе Центральной заводской лаборатории одного из авиадвигателестроительных предприятий. Ее применение позволило определить комплекс организационно-технических мероприятий, на основе которых и было сформулировано наиболее оптимальное решение проблемной ситуации, связанной с низким качеством испытаний. Таким решением стала разработка и внедрение автоматизированной системы управления данными Центральной заводской лаборатории предприятия.

В рамках данной главы дано описание концепции автоматизированной системы управления данными Центральной заводской лаборатории.

В заключении обобщаются полученные в ходе работы результаты.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа особенностей СМК разработана с использованием методологии функционального моделирования процессов IDEF0 обобщенная модель процесса принятия решений в СМК.

2. С использованием принципов теории иерархий и системного анализа построена математическая модель процесса поиска решений в СМК. В процессе ее разработки созданы многоуровневый классификатор проблем, возникающих в области управления качеством, классификатор возможностей предприятия, сформирован комплекс типовых организационно-технических мероприятий, для использования их в процессе поиска и подготовки оптимальных решений. Использование предложенной модели позволяет учитывать особенности СМК при выработке управленческих решений.

3. Для практического использования предложенной модели создана тестовая версия автоматизированной системы поддержки принятия решений в СМК, базирующаяся на предложенных в данной работе подходах.

4. Апробация разработанной автоматизированной системы в Центральной заводской лаборатории предприятия позволила получить адекватные результаты и показала эффективность системы при решении практических задач.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Киселев, Э. В. Автоматизация процессов испытательной лаборатории [Текст] / Э. В. Киселев, И. А. Киселева // Качество. Инновации. Образование. 2005. №4 (16). С. 25 - 31.

2 Безъязычный, В. Ф. Автоматизированная система управления данными испытаний [Текст] / В. Ф. Безъязычный, Э. В. Киселев, И. А. Киселева, Е. Н. Смирнова // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2005. №9(15). С. 19 - 25.

3 Киселева, И. А. Анализ условий и факторов принятия эффективных решений в области управления качеством предприятий авиакосмической отрасли [Текст] / И. А. Киселева // Авиакосмические технологии «АКТ-2005»: труды шестой международной научно-технической конференции. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. Ч.1. С. 127-132.

4 Киселев, Э. В. Актуальные проблемы поддержки принятия решений в системе менеджмента качества [Текст] / Э. В. Киселев, И. А. Киселева // Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: труды 7-й Международной научно-практической конференции. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2005. Ч.2. С. 129-132.

5 Киселева, И. А. Сущность управленческих решений и их классификация в системе менеджмента качества [Текст] / И. А. Киселева // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: тезисы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов; под общ. ред. С. И. Сенашова. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2005. С. 219-221.

6 Киселева, И. А. Система поддержки принятия решений в системе менеджмента качества [Текст] / И. А. Киселева // Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений: Материалы Международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им. П. А. Соловьева и В. Н. Кондратьева. Рыбинск: РГАТА, 2006. Ч.4. С. 153-156.

7 Киселев, Э. В. О проблемах автоматизированной поддержки принятия решений в системе менеджмента качества [Текст] / Э. В. Киселев, И. А. Киселева // Управление организацией: диагностика, стратегия, эффективность: труды ХЙЙЙ международной научно-практической конференции. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2005. С. 277-279.

Размещено на Allbest.ru