Корпоративная информационная система сопровождения этапов процедуры APQP как инструмент развития поставщиков автокомпонентов

Панов Алексей Юрьевич доктор технических наук профессор, кафедра теоретической и прикладной механики, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева 603950, Россия, Нижегородская область, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 26, ауд. 4210 Panov Aleksei Yur'evich Doctor of Technical Science Professor, Department of Theoretical and Applied Mechanics, the Alekseeva Nizhny Novgorod State Technical University 603950, Russia, Nizhegorodskaya oblast', g. Nizhnii Novgorod, ul. Minina, 26, aud. 4210 fam@nntu.ru Трофимова Майя Сергеевна ассистент, кафедра "Машиностроительные технологические комплексы", Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева 603950, Россия, Нижегородская область, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 26, ауд. 3222 Trofimova Maiya Sergeevna Assistant, Department of Machine-building Technology Systems of the Alekseeva Nizhny Novgorod State Technical University 603950, Russia, Nizhegorodskaya oblast', g. Nizhnii Novgorod, ul. Minina, 26, aud. 3222 maya47@yandex.ru

Косенков Никита Владимирович техник 1 категории, кафедра автоматизации машиностроения, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева 603950, Россия, Нижегородская область, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 26, ауд. 4209 Kosenkov Nikita Vladimirovich 1 categorу technician, Department of Automation Engineering, Alekseeva Nizhny Novgorod State Technical University 603950, Russia, Nizhegorodskaya oblast', g. Nizhnii Novgorod, ul. Minina, 26, aud. 4209 grauferdinandt@yandex.ru

Введение

Качество является основой конкурентоспособности любого производственного предприятия. Но для того, чтобы выдержать конкуренцию с иностранными производителями отечественным предприятиям необходимо повышать качество выпускаемой продукции до международного уровня. Это означает, что отечественным автомобилестроительным предприятиям необходимо развивать систему менеджмента качества (СМК) в соответствии с требованиями международного стандарта ISO/TS 16949-2009, грамотно применять методы организации трудового процесса, статистического контроля и регулирования качества продукции, методы принятия решений. Особенно важным изменением, которое требуют современные условия, является внедрение информационной системы сопровождения процесса производства, начиная с планирования и заканчивая анализом дефектов и предложением мер по улучшению процесса.

Главной целью научной работы является разработка корпоративной базы данных сопровождения этапов планирования и проектирования качества продукции в соответствии с требованиями процедуры APQP с применением функциональных формул описания выпускаемых автомобильных компонентов.

Проектирование корпоративной информационной системы сопровождения этапов процедуры «Перспективное планирование качества продукции» (APQP)

Корпоративная ИС будет состоять из СУБД «APQP 1.0» и программы для ЭВМ «Taxon 2.0». Процесс проектирования системы управления базой данных «APQP 1.0» имеет следующие этапы:

1. Построение диаграммы информационных потоков (DFD) процедуры APQP и ее декомпозиции для этапов разработки концепции продукции, формирования предположений о продукции/процессах и создания опытного образца;

2. Проектирование отдельных баз данных, представленных как хранилища данных на DFD-диаграмме;

3. Создание дополнительной базы данных «Функциональные формулы описания деталей»;

4. Проектирование СУБД, объединяющей в себе семь разработанных ранее баз данных;

5. Тестирование системы.

Написание программы для ЭВМ «Taxon 2.0» основано на БД «Функциональные формулы описания деталей». Полученная программа позволяет работать с функциональными формулами описания производимых компонентов как в комплексе с «APQP 1.0», так и независимо от нее. В статье представлено тестирование работы написанной программы.

1. При построении DFD-схемы бизнес-процесса следует отметить, что данная схема показывает материальные и информационные потоки и не отражает временную последовательность работ ^[1]. Разработку DFD-диаграмм можно назвать предварительным этапом разработки базы данных сопровождения какого-либо процесса, так как планируемые на диаграмме хранилища данных являются прообразом проектируемой в дальнейшем базы данных. Для построения DFD-диаграммы потоков данных в программе Microsoft Office Visio используем нотацию Gane-Sarsona. Полученные диаграммы состоят из четырех видов данных: процессы, потоки данных, хранилища и внешние сущности. Общая схема процедуры APQP представлена на рисунке 1. Построенная диаграмма отражает авторское представление информационных взаимосвязей на основании стандарта ГОСТ Р 51814.6-2005, поэтому весь процесс разбит на 6 этапов: разработка концепции продукции, формирование предположений о продукции/ процессах, установление свойств и характеристик конструкции автокомпонентов, разработка всех технологических и производственных процессов, окончательная подготовка производства автокомпонентов, производство продукции. В связи с тем, что выполнение процедуры APQP является последовательно-параллельным, при построении схемы вводится дополнительный промежуточный этап «Анализ и корректирующие действия». Внешними сущностями в данном процессе служат руководство, потребитель и субпоставщики. Руководство оказывает влияние на все процессы, кроме процесса «1.13 Получение поддержки руководства», где оно выступает в качестве участника процесса. Непосредственное взаимодействие с потребителем происходит при разработке концепции, окончательной подготовке производства и этапе производства компонентов, включающем поставку продукции и рассмотрение предложенных улучшений потребителем. При окончательной подготовке производства также возникает взаимодействие с субпоставщиками материалов, если это необходимо. Изображенные на диаграмме хранилища данных представляют собой базы данных, которые станут составляющими проектируемой СУБД «APQP 1.0».

2. Основная задача разрабатываемой БД – обеспечение взаимосвязи элементов процедуры APQP при разработке концепции продукции, формировании предположений о продукции/процессах и создании опытного образца, что исключит утерю важной информации и ускорит процесс работы APQP-команды. Таким образом, необходимо спроектировать корпоративную базу данных, включающую в себя шесть баз данных, взаимосвязанных между собой.

Проектирование БД начнем с главной базы данных – «БД Проекты», в которой будет вестись учет всех проектов по планированию качества новых автокомпонентов или повышению качества уже производимых.

«БД Общая информация» включает в себя документы различных видов общей информации: от внешних заинтересованных организаций, от предприятий – потребителей, собственной информации.

Рисунок 1. Общая диаграмма процедуры APQP

«БД Потребители» позволяет вести учет информации о потенциальных потребителях, их потребностях, бизнес-планах и требованиях к продукции поставщика.

«БД Службы главного конструктора» позволяет хранить и обрабатывать информацию, которая формируется на этапе проектирования и разработки автомобильного компонента, в таких процессах как обеспечение технологичности и собираемости, анализ конструкции, создание опытного образца. При проведении анализа видов и последствий отказов конструкции, выполняемого на этом же этапе, образуется большое количество документов, поэтому информация этого процесса учитывается отдельной «БД DFMEA».

«БД DFMEA» систематизирует информацию, сопровождающую процесс оценки вероятностей отказов АК и последствий этих отказов на ранней стадии разработки конструкции АК. Кроме того, достоинством этой БД является возможность автоматического расчета приоритетного числа риска (ПЧР).

«БД Службы главного технолога» в данной работе содержит информацию, необходимую только на этапе проектирования процессов производства опытного образца.

3. Создание дополнительной базы данных «Функциональные формулы описания деталей» и внедрение ее в процесс перспективного планирования качества продукции является новизной научной работы. Функциональные формулы являются удобным поисковым инструментом, отражающим функциональные и конструктивно-технологические характеристики выпускаемых компонентов. Составление функциональных формул было основано на работах академика Бреховских С.М. ^[2] и подробно описано в статье ^[3]. База данных позволяет вести учет различных параметров деталей, из которых конструируются формулы.

4. Проектирование СУБД, объединяющей в себе семь разработанных ранее баз данных, выполним в программе Microsoft Office Access 2007. После запуска ИС открывается приветственная форма базы данных APQP 1.0 (рисунок 2), которая предназначена для управления информационной системой.

Рисунок 2. – Окно запуска БД APQP 1.0

5. Процесс тестирования системы «APQP 1.0» покажем на примере нескольких рабочих форм.

Форма «Новый проект» (рисунок 3) позволяет заполнить название нового проекта, выбрать руководителя проекта из числа сотрудников организации и его должность. Также можно выбрать дату начала проекта и дату завершения проекта.

Рисунок 3. – Окно формы «Новый проект»

Форма «Потребности потребителей» (рисунок 4) позволяет оперативно обрабатывать информацию о потребностях потенциальных потребителей, учитывая объемы необходимой продукции, сроки и требования к СМК на соответствие стандартам. Тем самым, появляется возможность быстрее определять свои возможности и заключать договоры.

Рисунок 4. – Окно формы «Потребности потребителей»

Форма «Расчет ПЧР исходной конструкции» (рисунок 5) позволяет выбрать анализируемую продукцию из перечня производимых автокомпонентов; выбрать вид, возможную причину и вероятное последствие потенциального дефекта. Также можно произвести расчет ПЧР, выбрав баллы по 10-бальной шкале. В случае если ПЧР не превышает допускаемое значение, поле «ПЧР» загорается зеленым, если превышает – красным. Таким образом, поле «ПЧР» сигнализирует о том, что нужно вернуться к «БД Службы главного конструктора» (кнопка «Перейти на БД СГК») и внести изменения в конструкцию.

Рисунок 5. – Окно формы «Расчет ПЧР исходной конструкции»

Форма «Детали» (рисунок 6) позволяет просмотреть функциональные формулы описания деталей и их расшифровки.

Рисунок 6. – Окно формы «Детали»

«БД Функциональные формулы описания деталей удобна для хранения информации», но для оперативной работы с функциональными формулами этого недостаточно. Поэтому возникла необходимость написания программы для ЭВМ «Taxon 2.0».

Для программной реализации задачи функциональной систематизации продукции автомобилестроения на основании программы MS Visual Studio Express 2012 написана программа для ЭВМ «Taxon 2.0», используемый язык программирования C#.

«Taxon 2.0» предназначена для систематизации выпускаемых комплектующих изделий путем конструирования функциональных формул, при помощи которых можно определить морфологию деталей, выполняемые служебные функции, конструктивно-технологические признаки и взаимодействие с факторами внешней среды. Функциональные формулы являются эффективным поисковым языком для информационных систем.

Программа основана на базе данных функциональной систематики деталей заднего моста грузового автомобиля, но набор функций позволяет добавлять и систематизировать данные для любых других видов комплектующих изделий.

На основании проведенного тестирования программы можно сделать вывод, что она обладает следующими функциями:

- поиск функциональной формулы и наименования продукции по известному параметру;

- расшифровка функциональной формулы, если известна ее полная запись;

- конструирование функциональных формул на основании выбора отдельных параметров (рисунок 7).

Рисунок 7 –Форма для конструирования функциональных формул

В программе можно обновлять и архивировать данные обо всех систематизируемых объектах. Применение программы «Taxon 2.0» позволит заменить в информационной системе все названия продукции на функциональные формулы ее описания. Например, форма для расчета ПЧР измененной конструкции шайбы упорной будет выглядеть следующим образом (рисунок 8):

Рисунок 8. – Окно формы «Расчет ПЧР измененной конструкции»

Разработанная программа нашла свое применение в информационной системе сопровождения процедуры APQP и может быть использована в любой информационной системе сопровождения производства комплектующих изделий, что позволит осуществлять эффективный поиск необходимых компонентов по их функциональным, конструктивно-технологическим параметрам и критериям взаимодействия с окружающей средой.

Заключение

В статье описаны этапы проектирования и тестирование информационной системы сопровождения процедуры APQP на этапах разработки концепции продукции, формирования предположений о продукции/процессах и создания опытного образца. Система «APQP 1.0» содержит хранилища данных, выявленные при построении информационной модели APQP, а также «БД Функциональные формулы описания деталей», которая позволяет вести учет подробной информации о деталях. Разработанная БД позволяет систематизировать детали не только по их функциональным, но и конструктивно-технологическим признакам, что является новизной научной работы.

На основании «БД Функциональные формулы описания деталей» написана программа «Taxon 2.0» и проведено ее тестирование.

Получены следующие результаты:

1. ИС «APQP 1.0» позволяет вести учет:

– новых проектов, выбирать руководителя проекта из числа сотрудников организации и его должность. Также можно выбрать дату начала проекта и дату завершения проекта;

– состава APQP-команд и календарных планов проектов;

– всей общей информации по проекту, выбирая конкретные виды документов (отчет, рекламации, стандарт и т.д.) по каждому из видов общей информации. Также удобной в использовании является функция прикрепления рассматриваемых документов;

– потребностей, требований и бизнес-планов потребителей;

– планов обеспечения технологичности и собираемости и планов управления для опытного образца;

– информации о выполнении подтверждения конструкции; хранить документы, сформированные на каждом этапе;

– спецификаций материалов;

– проверочные листы плана управления, нового оборудования и оснастки и проектной информации;

– документов, сформированных при выполнении DFMEA;

– баллов значимости и автоматически производить расчет ПЧР, при этом критическое значение выделятся красным цветом, сигнализируя о необходимости внести изменения в конструкцию;

– предварительных перечней ключевых характеристик процессов;

– функциональных формул описания деталей.

2. Программа «Taxon 2.0» позволяет выполнять:

– поиск функциональной формулы и наименования продукции по известному параметру;

– расшифровку функциональной формулы, если известна ее полная запись;

– конструирование функциональных формул на основании выбора отдельных параметров.