Анализ и управление технологическим процессом приготовления стекольной шихты

Листовое стекло представляет важнейший вид продукции, вырабатываемой стекольной промышленностью. Наибольшую часть листового стекла используют в промышленности, гражданском, жилищном и сельскохозяйственном строительстве. Крупными потребителями являются автомобилестроение, вагоностроение, железнодорожный транспорт.

Тенденция развития производства листового стекла в мире такова, что флоат-процесс как новейший и наиболее прогрессивный вытесняет остальные способы выработки стекла.

Переход России к рыночной экономике, конкурентная среда в условиях рынка обязывают руководителей стекольных производств уделять большое внимание проблемам качества. Между качеством и эффективностью производства существует прямая зависимость [3]. Повышение качества способствует повышению эффективности производства, снижению затрат и увеличению доли рынка. За понятием качества всегда стоит потребитель, он выбира-, ет наиболее предпочтительные свойства товара. История многих зарубежных и отечественных компаний стекольных производств — яркое подтверждение этому. Так, Европейская группа компаний «Главербель» и крупнейший отечественный производитель высококачественного стекла ОАО «Борский стекольный завод» наглядно демонстрируют эту зависимость [7].

В настоящее время сертификат, подтверждающий соответствие продукции международным стандартам на систему качества, служит решающим фактором для заключения контракта на поставку продукции. Многие фирмы — производители стекла имеют системы качества, на различных предприятиях они индивидуальны [4]. Тем не менее, мировая наука и практика сформировали общие принципы построения таких систем, которые изложены в стандартах ИСО серии 9000 и в отечественном аналоге — ГОСТ Р ИСО 9001:2001 «Системы менеджмента качества. Требования» [6].

ГОСТ Р ИСО 9001:2001 рекомендует использовать модель системы менеджмента качества (СМК), основанную на процессном подходе. Для создания системы менеджмента качества требуется стратегическое решение организации. При этом организация должна определить ответственность руководства и обеспечить СМК требуемыми ресурсами: человеческими, инфраструктурой и производственной средой. Повысить качество невозможно без изменения отношения к качеству руководителей на всех уровнях управления, пока они не станут относиться к качеству как к образу жизни.

Исторически управление качеством началось с контроля готовой продукции. Вплоть до середины 1960;х годов главная роль отводилась отбраковке дефектной продукции. Большую помощь в контроле качества оказали методы математической статистики, которые позволили с заданной вероятностью оценивать качество изделий с применением выборочного метода. Работы российских ученых П. Л. Чебышева, A.M. Ляпунова послужили теоретической основой выборочного контроля качества.

На совершенствование методов обеспечения качества оказали влияние такие отрасли наук, как исследование операций, кибернетика, системотехника и общая теория систем. Кибернетический подход послужил основой появления концепции управления качеством, которая пришла на смену концепции контроля. Неоценимый вклад в развитие концепции управления качеством внесли работы россиян И. Г. Венецкого, А. М. Длина, американцев В. Шухарта, Э. Деминга, А.Фейгенбаума. и др. [5].

Проблемой повышения качества продукции в настоящее время занимаются во всех странах мира, о чем свидетельствуют многочисленные публикации. Исследования в данной области показывают, что решение проблемных вопросов обеспечения повышения качества продукции во многих странах стало национальным движением. К сожалению, в настоящее время Россия все еще находится в числе отстающих стран в области решения задач управления качеством. Немногие российские товары выдерживают конкуренцию на мировом рынке. Это касается и большинства товаров стекольной отрасли. Однако активное использование собственного и зарубежного опыта в области управления качеством, стимулирование научных исследований в этой области может дать позитивные результаты в ближайшем будущем.

Выполненные в последние годы под научным руководством профессора Макарова Р. И. исследования в области управления качеством стекла и практическая реализация результатов исследований в ОАО «Борский стекольный заводя» [2, 70, 29, 46, 71] вносят значительный вклад в решение проблемы повышения качества продукции на российских стекольных заводах.

Данная диссертационная работа посвящена решению задачи повышения качества приготовления стекольной шихты в рамках СМК производства листового стекла на примере ОАО «Борский стекольный завод».

Целью диссертационной работы является повышение качества вырабатываемого листового стекла за счет совершенствования системы управления технологическим процессом приготовления стекольной шихты.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Проведен анализ используемых на стекольных заводах схем и алгоритмов управления процессом приготовления шихты для обоснования и выбора подхода к решению задачи управления качеством шихты.

2. Разработана система управления процессом приготовления шихты в составе ИСМ производства листового стекла на основе процессного подхода и использования статистических методов контроля для выработки корректирующих действий.

3. Для защиты работающего персонала, оборудования и окружающей среды от вредных воздействий создана система управления охраной окружающей среды, интегрированная с системой менеджмента качества цеха выработки шихты.

4. Разработана модель технологического процесса приготовления шихты. Проведена идентификация процессов, определена их прослеживаемость.

5. Оценена эффективность применения статистических методов при контроле качества сырьевых материалов, шихты, определении точности и стабильности технологического процесса приготовления шихты для стекловарения.

6. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, обеспечиваемые технологическим процессом приготовления шихты.

7. Составлено уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

8. Разработаны алгоритмы статистического регулирования технологического процесса приготовления шихты.

Основные обозначения и сокращения, используемые в работе.

АСУ — автоматизированная система управления;

АСУТП — автоматизированная система управления технологическими процессами;

ДСЛ — дозировочно-смесительная линияИСМ {IMS) — интегрированная система менеджментаИСО — международная организация по стандартизацииИТР — инженерно-технические работники;

КИС — по смыслу: коэффициент использования стекла или контрольная испытательная станция;

КФУ — методология анализа — критические факторы успеха;

НД — нормативная документация;

ОАО — открытое акционерное общество;

ОУК — отдел управления качеством;

ПО — производственное объединение;

ППР — плановые предупредительные работы;

ПТЛ — поточно-транспортная линия;

СК — система качества;

СМК — система менеджмента качества;

СЭМ — система экологического менеджмента;

СПБиОТ — система профессиональной безопасности и охраны трудаСТП — стандарт предприятияТУ — технические условияУК — управление качествомЦЗЛ — центральная заводская лабораторияЦПУ — центральный пульт управленияDFD (Data Flow Diagrams) — диаграммы потоков данныхIDEF0 — методология, используемая для моделирования бизнес-процессов;

CASE — Computer Aided Software Engineering (инструментарий для автоматизации процесса проектирования и разработки программного обеспечения;

PDCA (Plan-Do-Check-Action) — планирование — деятельность — контроль — корректирующие действия.

Выводы по главе 4.

1. Проведен анализ влияния плотности и химического состава стекла на отходы производства. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства.

2. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, которые должны обеспечиваться технологическим процессом приготовления шихты.

3. Выполнен анализ влияния качества шихты на плотность стекла. Получено регрессионное уравнение, описывающее зависимость плотности от химического состава стекла. Предложены алгоритмы статистического регулирования рецепта стекла.

4. Получено квадратичное уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

5. Показана эффективность применения статистических методов в технологии приготовления шихты. Разработаны алгоритмы статистического регулирования процесса приготовления шихты.

Заключение

.

1. На основе анализа состояния систем управления качеством листового стекла показана актуальность проведения теоретических исследований и разработок, направленных на совершенствование системы управления процессом приготовления шихты на основе процессного подхода и использования статистических методов контроля для выработки корректирующих действий.

2. Рассмотрены схемы и алгоритмы управления процессом приготовления шихты. Предложен системный подход к управлению качеством шихты, реализованный в виде системы менеджмента качества.

3. Для защиты работающего персонала, оборудования и окружающей среды от вредных воздействий создается система управления охраной окружающей среды, интегрированная с системой менеджмента качества цеха выработки шихты.

4. Разработана модель технологического процесса приготовления шихты. Проведена идентификация процессов, определена их прослеживаемость.

5. Показана эффективность применения статистических методов при контроле качества сырьевых материалов, шихты, определении точности и стабильности технологического процесса приготовления шихты для стекловарения.

6. Построены регрессионные уравнения, описывающие отходы стекла в процессе производства. Определены требования к стабильности плотности и химического состава стекла, обеспечиваемые технологическим процессом приготовления шихты.

7. Получено квадратичное уравнение регрессии, описывающее зависимость плотности стекла от показателей качества шихты. Показана необходимость стабилизации содержания карбонатов в приготавливаемой шихте.

8. Разработаны алгоритмы статистического регулирования технологического процесса приготовления шихты.

9. Основные положения диссертации использованы в ЗАО «Стромизмеритель» при проектировании составных цехов для стекольных производств.