Анализ вариабельности технологических систем (ТС).

Теория вариабельности и статистическое мышление в системах качества

Анализ вариабельности технологических систем (ТС).

В работе, ориентированной на людей, есть только один ключ к успеху — ДОВЕРИЕ.

В.Л. Шпер

Статистическое мышление — это способ диагностики состояния процессов и/или систем, основанный на теории вариабельности, и имеющий своей целью принятие оптимальных управленческих решений

Вариабельность, т.е. изменчивость присуща всем природным явлениям, всем техническим и технологическим процессам, а также всем известным организационным структурам.

Иначе это можно сформулировать следующим образом: на выходе любого процесса мы всегда получаем не строго одно и то же значение, а набор значений, группирующихся вокруг некоторого значения (при условии, что с процессом все в порядке, это значение будет совпадать с номиналом). Эти отклонения называют вариациями, отсюда общее название, описывающее эту ситуацию — вариабельность.

ПОНЯТИЕ ОБ ОБЩИХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРИЧИНАХ ВАРИАЦИЙ

Вариации по своему происхождению вызываются двумя принципиально различными причинами, которые принято называть общими и специальными причинами вариаций.

Общими причинами вариаций называют те причины вариаций, какие являются неотъемлемой частью данного процесса и внутренне ему присущи.

Они связаны с неабсолютной точностью поддержания параметров и условий осуществления процесса, с неабсолютной идентичностью условий на его входах и выходах и т.д.

Другими словами, это те причины, какие есть результат совместного воздействия большого числа случайных факторов, каждый из которых вносит весьма малый вклад в результирующую вариацию, и влияние которых мы по тем или иным причинам не можем отделить друг от друга.

Специальными причинами вариаций называют те причины вариаций, какие возникают из-за внешних по отношению к процессу воздействий на него, и какие не являются его неотъемлемой частью.

Они связаны с приложением к процессу незапланированных воздействий, не предусмотренных нормальным ходом процесса.

Другими словами, это те причины, какие есть результат конкретных случайных воздействий на процесс, причем именно данная конкретная причина и приводит к данному конкретному отклонению параметров/характеристик процесса от заданных значений

Почему это так важно?

Дело в том, что обычно специалисты в большинстве организаций допускают два вида ошибок:

(1) Интерпретация ошибок, погрешностей, отклонений, предполагающая, что их вызвали некоторые особые, исключительные причины, в то время как на самом деле в них не было совершенно ничего исключительного, особого; т.е. они были результатом обычного действия системы, её случайных отклонений, вызванных общими (обычными) причинами.

(2) Интерпретация тех же ошибок, погрешностей и отклонений как проявление обычных причин, в то время как на самом деле они определялись особыми (специальными, конкретными, исключительными) причинами.

Что это нам дает?

Понимание общих и специальных причин вариаций отделяет успех от неудачи!

Только после этого можно планировать корректирующие и/или любые иные воздействия на процесс. Непонимание того, что такое вариабельность, и как она влияет на результативность и эффективность процессов, ведет к принятию решений, какие всегда соответствуют знаменитому правилу: «хотели как лучше, а получилось как всегда».

Дело в том, что устранение общих причин вариабельности как правило требует вмешательства в систему и изменения существующего процесса, тогда как устранение специальных причин — требует вмешательства в существующий процесс.

Соответственно вмешиваться в систему с целью совершенствования процессов должны и могут, как правило, высшие руководители, тогда как вмешиваться в существующий процесс с целью его совершенствования должны и могут все те, кто непосредственно в нем задействованы.

Иначе: в случае общих причин вариабельности нашей целью является изменение системы и процессов, т.е. речь идет о превентивных мерах по совершенствованию системы. В случае специальных причин целью является устранение причин отклонений, погрешностей, дефектов и т.п., т.е.

речь идет о контроле и устранении обнаруженных несоответствий. Или: в первом случае мы стараемся уменьшить вариабельность процессов, во — втором случае — мы стараемся устранить какую-то конкретную причину появления несоответствий.

ПОНЯТИЕ ОБ ОПЕРАЦИОНАЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЯХ

Операциональным определением называют такое определение, какое понятно всякому разумному человеку, и какое может быть использовано на практике. Последнее означает, что должны быть указаны процедуры, критерии, измеряемые параметры/характеристики, способы и точность их измерения и т.д. и т.п. Данное выше определение общих и специальных причин вариабельности не операционально

Операциональное определение общих и специальных причин вариаций:

Общими причинами вариаций называют те причины, при которых все отклонения параметров/характеристик процесса на подходящей контрольной карте находятся внутри контрольных границ, и не обнаруживают ни серий, ни других неслучайных структур. В этом случае процесс называют статистически управляемым.

Специальными причинами вариаций называют те причины, которые на подходящей контрольной карте соответствуют либо выходящим за контрольные границы точкам, либо точкам обнаружения серий и/или других неслучайных структур. Если специальные причины вариаций присутствуют на контрольной карте, то процесс называют статистически неуправляемым.

Статистически управляемый процесс — предсказуем.

Статистически неуправляемый процесс — непредсказуем

Инструмент разделения причин вариаций на общие и специальные — это контрольные карты, изобретенные У.Шухартом в 1924 году. Контрольная карта — это временной график, показывающий расположение последовательных значений некоей статистики (характеристики) процесса относительно центральной линии и одной или двух контрольных границ.

Контрольная карта необходима для определения того, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии (т.е. присутствуют ли только общие причины вариаций), и для поддержания этого состояния. Существует набор определенных правил, позволяющих по контрольной карте процесса обнаруживать присутствие специальных причин вариаций.

ПРАВИЛО ДЖУРАНА 85/15, ИЛИ КОМУ И КОГДА НАДО, А КОМУ И КОГДА НЕ НАДО ВМЕШИВАТЬСЯ В ПРОЦЕСС

Итак: разделение причин вариаций на общие и специальные принципиально потому, что борьба с вариациями в этих двух случаях требует различного подхода. Специальные причины вариаций требуют локального вмешательства в процесс, тогда как общие причины вариаций требуют вмешательства в систему.

Локальное вмешательство

— обычно необходимо для устранения специальных причин вариаций

— обычно осуществляется людьми, занятыми в процессе и близкими к нему

— обычно необходимо для примерно 15% всех возникающих в процессе проблем

неэффективно или ухудшает ситуацию, если процесс статистически управляем, и, напротив, эффективно, если процесс статистически не управляем

Вмешательство в систему

— обычно необходимо для устранения общих причин вариаций

— почти всегда требует действий со стороны высшего менеджмента

обычно необходимо для примерно 85% всех возникающих в процессе проблем

Когда люди не понимают теории вариабельности, они

— видят тенденции там, где их нет, и не видят их там, где они есть;

— пытаются объяснить естественный разброс как особые события;

— не обоснованно обвиняют и/или вознаграждают работников;

— не могут эффективно спланировать будущее и улучшать систему;

— часто, стараясь изо всех сил, только ухудшают ситуацию.

По данным менеджера по качеству в компании AT&T Д. Стреттона (см. статью Дж. Харрингтона в апрельском номере «Quality Digest» за 2002 год): 82% проанализированных проблем возникли из-за общих причин вариаций  — это проблемы менеджмента

Только 18% проблем возникли из-за специальных причин, т.е. из-за работников, оборудования и инструмента. Эти проблемы могут быть решены с помощью команд.

Из 82% проблем менеджмента:

60% — проблемы, которые могут быть решены менеджерами первого и второго уровня;

20% — проблемы, которые могут быть решены менеджерами среднего уровня;

20% — проблемы, которые могут быть решены только высшими менеджерами.

Что дают методы статистического управления процессами?

Это один из простейших и наиболее эффективных способов отделения сигнала от шума.

Они позволяют визуализировать фактические данные.

Результаты  анализа могут легко  восприниматься специалистами самых различных профилей.

Минимизируется возможность «ложных тревог» и шоковых ударов под воздействием самых последних по времени данных.

При обнаружении трендов, как правило, обнаруживается специальная причина вариаций.

Минимизируется вмешательство в процессы и бесполезные и/или бессмысленные действия.

Не требуются ни дорогое компьютерное оборудование, ни профессиональные статистики.

Осуществляется   эффективная   обратная   связь   на предпринятые действия.

Также на сайте:

Императивы качества в новую экономическую эпоху

Управление изменениями в организации, информация и изменения

Источник: https://www.quality.eup.ru/MATERIALY12/sup-qms.htm

Технологическая вариабельность производства — Руководство по бюджетированию

Анализ вариабельности технологических систем (ТС).

Технологическая вариабельность производства, т.е. способность откликаться на пожелания потребителей, касающиеся характеристик продукции, является основным фактором развития предприятия. В сегодняшних условиях особую важность для предприятий приобретает гибкость в отношении создания разнообразной комплектации продукции.

Для удовлетворения запросов контрагентов в продукции и внутренних потребностей в различных комплектующих и полуфабрикатах в программе создаются базовые спецификации и маршрутно-технологические карты, осуществляется их модификация.

Как правило, для предприятий с серийным типом производства характерно изготовление одного изделия разных модификаций или нескольких видов изделий сериями различной величины.

В этой связи, особенно важно планирование производственных заказов на запуск номенклатуры изделий выполнять с учетом варианта изготовления, загрузки конкретных единиц оборудования, производственных участков и трудовых ресурсов.

Моделирование производственных процессов и ведение подетальных норм расхода материалов обеспечивает возможность составления наиболее эффективного производственного плана выпуска продукции, расчета потребности в переменных затратах.

Программно-методический комплекс КИС:Бюджетирование

Для описания производственной специфики промышленного предприятия в системе создаются и поддерживаются производственные модели, которые отражают технологический маршрут производства продукции на определённых участках. На основе технологического маршрута изготовления изделия производится загрузка производственных мощностей.

В технологическом маршруте определяется последовательность операций для выполнения. Каждая технологическая операция совершается на каком-либо рабочем центре, который может состоять из одного или нескольких человек и/или оборудования. Для каждой операции составляются спецификации, в которых определяются данные о нормах расхода материалов и нормативы трудоемкости.

·         Карты замены в спецификациях и сметах

Одним из вариантов моделирования производства продукции является создание карт замены в рецептурах и спецификациях, в которых определяется  требуемый состав компонентов для производства продукции, полуфабриката и возможные комбинации использования материальных ресурсов.

Рис. 6.22. Спецификация альтернативной замены компонентов.

Для того чтобы отразить, каким образом будет производиться замена, существует поле Анализ запасов. Если при замене на альтернативу запасы расходуются только со склада, то в данном поле следует поставить Да, если замена предполагается только при ограничении производства / закупки основной позиции, то — Нет.

·         Замена при наличии альтернативной позиции в запасах

При наличии в спецификациях (рецептурах) альтернативной замены компонентов, по которым имеются складские запасы и которые идентичны основной позиции, в первую очередь, происходит списание со склада, производство или закупка основного компонента, а затем аналогичных в порядке их приоритетов.

Если все имеющиеся складские запасы основных и аналогичных материалов изначально планируется израсходовать со склада, то необходимо использовать альтернативную спецификацию производства основного продукта, в которой по взаимозаменяемым компонентам необходимо промаркировать поле Анализ запасов.

·         Замена при ограничении основной позиции

Если приоритетным является выпуск продукции исходя из указанных основных компонентов, то замена на альтернативные элементы происходит только при ограничениях в поставке (производстве) основных.

В спецификациях указываются все возможные альтернативные  заменители, и в порядке установленной очередности осуществляется расход их в производство. При этом последующий сходный ресурс расходуется только при полученных ограничениях для предыдущих элементов.

·         Альтернативные маршруты производства

Если планируется плановый ремонт или остановка некоторой единицы производственных мощностей, то в модуле расчета производственной программы осуществляется блокировка данной единицы производственных мощностей на определенный период и  анализируется возможность запуска на основе альтернативного производственного маршрута.

·         Последовательная загрузка маршрутов

Для каждой из операций технологического маршрута определяются данные о производственном оборудовании, трудоемкости изготовления.

В рамках планирования производства в программе существует возможность настройки последовательного выполнения различных маршрутов и загрузки производственного оборудования согласно установленным приоритетам.

План производства и расчет потребности в материальных и трудовых ресурсах строится на основе базового маршрута по всем операциям, входящим в него. В случае ресурсных ограничений, происходит выбор альтернативного маршрута для производства конкретной продукции.

Для каждой из операций технологического маршрута определяются данные о производственном оборудовании, трудоемкости изготовления.

Рис. 6.23. Пример последовательной загрузки маршрутов.

·         Параллельная загрузка маршрутов

Если производство продукции может выполняться одновременно по нескольким технологическим маршрутам, которые имеют равные приоритеты, то план производства продукции рассчитывается с учетом параллельной загрузки производственных установок и трудовых ресурсов.

Рис. 6.24. Пример параллельной загрузки маршрутов.

158159160161162163164165166167168169170171172

164  |Карточка справочника «Маршруты» — Руководство по бюджетированию 166  |Контрольные вопросы — Руководство по бюджетированию

Источник: http://www.cis2000.ru/cisBudgetingTwo/HandbookFC.shtml

Анализ технологических систем: Анализ ТС заключается в получении сведений о состоянии ТС, режимах ее

Анализ вариабельности технологических систем (ТС).

Анализ ТС заключается в получении сведений о состоянии ТС, режимах ее работы и эффективности функционирования.

Эффективность организации процесса ТС определяется системой жологических, технологических и экономических показателей.

Анализ ТС осуществляют при разработке и проектировании нового производственного процесса, для сравнения различных вариантов реализации производства, при модернизации и реконструкции действующей системы, для разработки и внедрения новых экологических рекомендаций. Основой анализа ТС является определение технологических и экологических показателей работы системы. Методом расчета и составления материального и теплового балансов получают ряд других показателей, таких как эффективность использования сырья и энергии, экономические показатели. Анализ технологических систем осуществляется в несколько этапов: выделяют элементы и подсистемы технологической схемы, определяющие свойства ТС; устанавливают зависимости данных выходных потоков от показателей входных потоков для каждого элемента ТС. Поскольку в элементах ТС происходят превращения потоков, это описание основывается на физико-химических и физических закономерностях протекающих в них процессов; выделяют связи между элементами, ответственными за проявление необходимых свойств ТС, т.е. определяют структуру ТС, основные элементы которой были описаны ранее; рассчитывают показатели ТС, характеризующие свойства ТС; определяют пути эволюции ТС, способствующие улучшению ее свойств и показателей функционирования. Состояние, или режим, ТС характеризуют параметрами потоков и состоянием аппаратов. Параметры потоков — это совокупность химических, физикохимических и физических данных о потоке. К ним относятся сведения о количестве потока между элементами в единицу времени (расход), фазовый и химический состав, температура, давление, а также свойства потока — теплоемкость, плотность, вязкость перемещающихся материалов. Состояние элемента включает данные, которые влияют на показатели потока в элементе. К ним относятся параметры, регулирующие протекание процесса, такие как температура, давление, концентрации реагентов, свойства теплоносителя и т.д. Необходимо учитывать также характеристики аппаратов, изменяющиеся в процессе его эксплуатации и влияющие на процесс (например, изменение работы теплообменников в результате отложения солей на его внутренней поверхности, снижение эффективности работы химических реакторов из-за дезактивации катализатора). Расчет ТС — это определение параметров потоков в ТС заданной структуры и получение зависимостей изменения состояния и параметров потока в каждом элементе на выходе от параметров и состояния потоков на входе. Расчеты ТС основаны на составлении материальных и тепловых балансов с учетом законов сохранения массы и энергии для каждого элемента ТС или подсистемы в целом. При этом учитывают, что связи между элементами не меняют состояния потоков. Основными соотношениями для составления балансов являются следующие: сохранение массы для потоков

(3.23) сохранение массы для каждого /-го компонента:

(3.24) сохранение энергии:
(3. 25)
Здесь— массы входящих и выходящих потоков; GUm
и СМпых — массы /-го компонента во входящих и выходящих потоках; бдист — источники /-го вещества, образующегося в ходе процесса; '— теплота входящих и выходящих потоков; Qkucr — источники теплоты, существующие внутри системы. Ими могут быть теплоты химических реакций, фазовых превращений, процессов сжатия или расширения. Итоги расчета материальных и тепловых балансов представляются в виде таблиц, в одной части которых перечислены, а затем просуммированы все статьи прихода (показатели входных потоков), а в другой — все расходные статьи (показатели выходных потоков). Такие таблицы заполняются для отдельных элементов, подсистем и ТС в целом. Достоинство табличной формы состоит в удобстве, полноте и точности представленного материала. Таблицы материальных и тепловых балансов обязательно входят в проектную документацию. Расчеты, проведенные при составлении материального и теплового балансов, позволяют определить и другие показатели производства. Эти данные характеризуют эффективность организации процесса по экономическим и экологическим показателям.

Дальнейшая работа, связанная со снижением себестоимости продукции путем использования более дешевых видов сырья и энергии, с уменьшением расходных коэффициентов за счет повышения эффективности технологического процесса и более полного использования ресурсов и т.д., решается на этапе синтеза (построения) технологической системы. 

Источник: https://uchebnikfree.com/ekologiya/analiz-tehnologicheskih-sistem-54347.html

Анализ технологических систем

Анализ вариабельности технологических систем (ТС).

Анализ ТС заключается в получении сведений о состоянии ТС, режимах ее работы и эффективности функционирования.

Эффективность организации процесса ТС определяется системой экологических, технологических и экономических показателей.

Анализ ТС осуществляют при разработке и проектировании нового производственного процесса, для сравнения различных вариантов реализации производства, при модернизации и рекон­струкции действующей системы, для разработки и внедрения но­вых экологических рекомендаций.

Основой анализа ТС является определение технологических и экологических показателей работы системы. Методом расчета и составления материального и теплового балансов получают ряд других показателей, таких как эффективность использования сы­рья и энергии, экономические показатели.

Анализ технологических систем осуществляется в несколько этапов:

выделяют элементы и подсистемы технологической схемы, определяющие свойства ТС;

устанавливают зависимости данных выходных потоков от показателей входных потоков для каждого элемента ТС. Посколь­ку в элементах ТС происходят превращения потоков, это описа­ние основывается на физико-химических и физических законо­мерностях протекающих в них процессов;

выделяют связи между элементами, ответственными за про­явление необходимых свойств ТС, т.е. определяют структуру ТС, основные элементы которой были описаны ранее;

рассчитывают показатели ТС, характеризующие свойства ТС; определяют пути эволюции ТС, способствующие улучшению ее свойств и показателей функционирования.

Состояние, или режим, ТС характеризуют параметрами потоков и состоянием аппаратов.

Параметры потоков — это совокупность химических, физико- химических и физических данных о потоке. К ним относятся све­дения о количестве потока между элементами в единицу времени (расход), фазовый и химический состав, температура, давление, а также свойства потока — теплоемкость, плотность, вязкость перемещающихся материалов.

Состояние элемента включает данные, которые влияют на по­казатели потока в элементе. К ним относятся параметры, регули­рующие протекание процесса, такие как температура, давление, концентрации реагентов, свойства теплоносителя и т.д.

Необхо­димо учитывать также характеристики аппаратов, изменяющиеся в процессе его эксплуатации и влияющие на процесс (например, изменение работы теплообменников в результате отложения со­лей на его внутренней поверхности, снижение эффективности работы химических реакторов из-за дезактивации катализатора).

Расчет ТС — это определение параметров потоков в ТС задан­ной структуры и получение зависимостей изменения состояния и параметров потока в каждом элементе на выходе от параметров и состояния потоков на входе.

Расчеты ТС основаны на составлении материальных и тепловых балансов с учетом законов сохранения массы и энергии для каждого элемента ТС или подсистемы в це­лом.

При этом учитывают, что связи между элементами не меня­ют состояния потоков.

Основными соотношениями для составления балансов явля­ются следующие:

сохранение массы для потоков

∑GJвх = ∑GLвых (3.23)

сохранение массы для каждого i-го компонента:

∑GIJвх + ∑GIkист = ∑GIdвых (3.24)

сохранение энергии:

∑QIвх + ∑Qkист = ∑Qdвых (3. 25)

Здесь GJвх, GLвых — массы входящих и выходящих потоков; GIJвх и GIdвых — массы i-го компонента во входящих и выходящих пото­ках; Glkист — источники i-го вещества, образующегося в ходе про­цесса; Qlвх и Qиных — теплота входящих и выходящих потоков; Qkист — источники теплоты, существующие внутри системы. Ими могут быть теплоты химических реакций, фазовых превращений, процессов сжатия или расширения.

Итоги расчета материальных и тепловых балансов представля­ются в виде таблиц, в одной части которых перечислены, а затем просуммированы все статьи прихода (показатели входных пото­ков), а в другой — все расходные статьи (показатели выходных потоков).

Такие таблицы заполняются для отдельных элементов, подсистем и ТС в целом. Достоинство табличной формы состоит в удобстве, полноте и точности представленного материала. Табли­цы материальных и тепловых балансов обязательно входят в про­ектную документацию.

Расчеты, проведенные при составлении материального и теп­лового балансов, позволяют определить и другие показатели про­изводства. Эти данные характеризуют эффективность организации процесса по экономическим и экологическим показателям.

Дальнейшая работа, связанная со снижением себестоимости продукции путем использования более дешевых видов сырья и энергии, с уменьшением расходных коэффициентов за счет по­вышения эффективности технологического процесса и более пол­ного использования ресурсов и т.д., решается на этапе синтеза (построения) технологической системы.

Источник: https://studopedia.su/10_20839_analiz-tehnologicheskih-sistem.html

Scicenter1
Добавить комментарий