Развитие системы управления качеством на основе предиктивной аналитики предупреждения рисков несоответствия продукции
Автор: Малышева Т.В., Лысенков А.И.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 2 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена актуальной проблеме совершенствования системы управления качеством продукции промышленных предприятий на основе математической статистики и цифровых технологий. Расширение возможностей решения производственных задач с использованием цифровых двойников и киберфизических систем охватывает в том числе и интеллектуальное прогнозирование проблем качества и рисков возникновения брака. Целью статьи является разработка организационно-технических решений по развитию системы управления качеством на основе предиктивной аналитики предупреждения рисков несоответствия продукции. Основными методами исследования являются структуризация факторов производства по категориям и функциональным признакам, формализация последовательности операций предиктивной аналитики, математическое описание взаимосвязей между объектами системы управления качеством. Разработка модели предиктивной аналитики осуществлена с использованием регламентирующих документов в сфере управления качеством продукции, технического облуживания оборудования, автоматизации производства и управления данными, искусственного интеллекта. В статье выделены проблемы внедрения предиктивной аналитики качества, заключающиеся в технической готовности производства: наличии считывающих устройств, цифровизации и автоматизации процессов, синхронизации баз данных и аппаратно-программных средств. Разработана концептуальная структурная модель предиктивной аналитики качества продукции и управления рисками несоответствий, предусматривающая формирование трех баз данных рисков возникновения брака и базы данных готовых предиктивных моделей. Результатом предиктивной аналитики является прогнозирование несоответствий продукции по качеству и возможность изменения настроек производственного процесса для предупреждения брака. Произведено математическое описание процесса предиктивной аналитики с формализацией формульной записи аппроксимации функции предиктивных и зависимой переменной. Визуализирована схема организации системы контроля качества на этапах технологического процесса производства сухого молока с указанием контрольных точек сбора данных и регламентирующей документации. Смоделирована ситуация производства некачественного сухого молока сниженной растворимости и обоснованы производственные причины брака. Материалы исследования могут быть использованы при разработке и реализации программ развития систем управления качеством промышленных предприятий, модернизации автоматизированных систем и программных продуктов управления производством, планировании проектов по ресурсосбережению и сокращению потерь от брака.
Система управления качеством, предиктивная аналитика, несоответствие продукции, качество сырья, технология производства, аппроксимация функции, качество сухого молока
Короткий адрес: https://sciup.org/148328919
IDR: 148328919 | УДК: 658.56 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-2-39-47
Development of a quality management system based on predictive analytics to prevent the risks of product nonconformity
The article is devoted to the current problem of improving the quality management system for products of industrial enterprises based on mathematical statistics and digital technologies. Expanding the ability to solve production problems using digital twins and cyber-physical systems also includes intelligent forecasting of quality problems and defect risks. The purpose of the article is to develop organizational and technical solutions for the development of a quality management system based on predictive analytics for preventing the risks of product non-conformity. The main research methods are the structuring of production factors by categories and functional characteristics, the formalization of the sequence of operations of predictive analytics, and the mathematical description of the relationships between the objects of the quality management system. The development of a predictive analytics model was carried out using regulatory documents in the field of product quality management, equipment maintenance, production automation and data management, and artificial intelligence. The article highlights the problems of implementing predictive quality analytics, which consist in the technical readiness of production: the availability of reading devices, digitalization and automation of processes, synchronization of databases and hardware and software. A conceptual structural model of predictive analytics of product quality and nonconformity risk management has been developed, which provides for the formation of three databases of defect risks and a database of ready-made predictive models. The result of predictive analytics is the prediction of product quality discrepancies and the ability to change production process settings to prevent defects. A mathematical description of the predictive analytics process has been made with the formalization of a formulaic recording of the approximation of the predictive function and the dependent variable. A diagram of the organization of the quality control system at the stages of the technological process for the production of powdered milk is visualized, indicating control points for data collection and regulatory documentation. The situation of production of low-quality milk powder of reduced solubility was modeled and the production reasons for defects were substantiated. The research materials can be used in the development and implementation of programs for the development of quality management systems at industrial enterprises, modernization of automated systems and software products for production management, planning projects to save resources and reduce losses from defects.
Список литературы Развитие системы управления качеством на основе предиктивной аналитики предупреждения рисков несоответствия продукции
- Тверяков, А.М. Совершенствование методов управления качество / А.М. Тверяков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2020. - Т. 22. - № 1(93). - С. 50-55.
- Усанькова, Е.А. К вопросу о концептуальных основах управления качеством продукции / Е.А. Усанькова, А.С. Попова // Конкурентоспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии. - 2023. - № 11. - С. 245-247.
- Грачева, А.Д. Всеобщее управление качеством на производстве / А. Д. Грачева // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2020. - № 2. - С. 426-430.
- Пономарев, К.С. Цифровой двойник производства - средство цифровизации деятельности организации / К.С. Пономарев, А.Н. Феофанов, Т.Г. Гришина // Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении. - 2019. - № 2(4). - С. 11-17.
- Дьяконов, Н.А. Системы управления технологическим процессом на основе предиктивной аналитики: проектирование / Н.А. Дьяконов, О.С. Логунова // Электротехнические системы и комплексы. - 2021. - № 1(50). - С. 58-64.
- Бурнаев, Е.В. Алгоритмические основы преди-ктивной аналитики в задачах индустриального проектирования / Е.В. Бурнаев // Информационные процессы. - 2019. - Т. 19, - № 3. - С. 271-283.
- Васильева, В.А. Автоматизация процессов производства и управление данными на промышленном производстве / В.А. Васильева, К.Ю. Лобков, Е.В. Филюшина // Перспективы науки. - 2023. -№ 8(167). - С. 21-23.
- Малышева, Т.В. Ресурсосберегающие производственные системы. Управление информационными потоками / Т.В. Малышева // Компетентность. - 2020. - № 4. - С. 24-27.
- Khdoudi A., Masrour T., El Hassani I, El Mazgualdi C. A Deep-Reinforcement-Learning-Based Digital Twin for Manufacturing Process Optimization // Systems. 2024. № 12. P. 38.
- ГОСТ Р ИСО 10303-242-2019 «Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными».
- Радаева, И.А. Принципы обеспечения качества отечественного сухого молока / И.А. Радаева, Е.Е. Илларионова, С.Н. Туровская // Пищевая промышленность. - 2019. - № 9. - С. 54-57.
- ГОСТ 33629-2015 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия».
