Совместное использование PLM и QMS систем

Расширение понятия PLM

В области КПП/ТПП уже привычными стали аббревиатуры CAD/CAM/CAE/PDM/PLM. Причем PLM - управление жизненным циклом изделия (ЖЦИ) – включает в себя все системы, ранее перечисленные.

В каких отраслях PLM наиболее актуален? В авиастроении, судостроении, автомобилестроении и в некоторых оборонных отраслях. То есть, в тех сферах, которые к настоящему времени занимаются дискретным производством сложных технических изделий в рамках глобальной кооперации с другими разработчиками и поставщиками узлов. Часто надо выпускать такие изделия не массово, а со специализацией под конкретного заказчика.

Цифровое производство, являясь частью PLM процесса, позволяет осуществлять имитационное моделирование производственных процессов, направленное на повторное использование существующих знаний и оптимизацию технологии до начала выпуска изделия. Кроме того, цифровое производство позволяет получать обратную связь от реальных технологических операций и встраивать ее в процесс конструирования изделия, благодаря чему предприятия уже на этапе разработки могут решать производственно-технологические задачи.

PLM расширяется в четырех направлениях:

  • Охватывается всё больше людей;
  • Обеспечивается всё более полное представление продукта;
  • Охватывается всё больше процессов;
  • Полнее поддерживается жизненный цикл изделия – всё ближе к самому его началу и всё дальше к концу.

Управление качеством в MES системе

Управление качеством продукции является одной из функций MES системы. Этот функционал обеспечивает анализ в реальном времени измеряемых показателей, полученных от производства, для гарантированно правильного управления качеством продукции и определения проблем, требующих вмешательства обслуживающего персонала. Здесь это отслеживание брака, корректировка планов из-за появления брака. Однако формирование рекомендаций по устранению проблем, определение причин брака путём анализа взаимосвязи симптомов, действий персонала и результатов этих действий – это уже область систем управления качеством.

Системы управления качеством

Системы управления качеством CAQ или QMS также обычно рассматриваются как независимые. В публикациях отмечается их интеграция с MES и ERP. PLM как правило не упоминается.

Управление качеством – это комплекс мероприятий, которые можно разделить на 2 группы: обеспечение качества и контроль качества. Тема управления качеством лежит в основе стандартов ISO серии 9000. Поддержка стандартов серии 9000 – основная причина роста интереса к теме управления качеством.

Обеспечение качества (Quality Assurance, QA) — процесс или результат формирования требуемых свойств и характеристик продукции по мере ее создания, а также поддержание этих характеристик при хранении, транспортировании и эксплуатации продукции. Контроль качества (Quality Control, QC) — проверка соответствия изготовляемой продукции и выполняемых работ стандартам, а также проведение необходимых действий по корректировке процессов производства в целях выполнения требований этих стандартов.

На большинстве предприятий эти задачи не структурированы и решаются большим количеством несвязанных документов, например, таблицами формата Excel. Суть автоматизации управления качеством заключается в перенесении большей части операций и процессов, связанных с управлением качеством, в рамки специализированного программного обеспечения.

PLM как база для внедрения QMS системы

PLM – это промышленная система информационного взаимодействия расширенного предприятия по управлению всеми данными об изделии и связанных с ним процессов на протяжении всего жизненного цикла изделия. И, поскольку PLM в таком определении, – это система для всего предприятия, то именно PLM является средой, в которой и решаются все задачи управления любой рабочей информации об изделии. А поскольку для решения таких задач в такой системе должен существовать свой набор приёмов и методов такой работы, то PLM - это и особая технология работы с данными.

QMS или CAQ система обычно содержит набор модулей, работающих на разных стадиях ЖЦИ. Обычно они реализуют классический цикл Деминга PDCA – аббревиатура от plan – do – check – act. По-русски это: планируй – выполняй – контролируй – изменяй (корректируй).

На стадии планирования (PLAN) рассматриваются мероприятия, которые необходимы для подготовки производства и самого производства оптимального продукта. Обычно это реализуется модулем управления проектами (Project Management), где используются такие инструменты как диаграмма Гантта. Подобный функционал есть в PLM системе, но в специфических случаях (стандарт APQP, контрольные списки и др.) его недостаточно. Одной из задач, решаемых на стадии проектирования, является управление рисками и последствиями потенциальных отказов. Это решает модуль FMEA (различается DFMEA – анализ продукта, и PFMEA – анализ процесса). Найденные критические характеристики влияют на конструкцию (CAD/PLM) и далее учитываются на этапе формирования плана контроля (Control plan). На основе плана контроля создаются планы испытаний (Inspection plan), которые далее будут использоваться на стадиях входного, промежуточного или выходного контроля (и учитываться в MES).

На стадии выполнения (DO) осуществляется сбор данных измерений и сопоставление их с предварительно заданными пределами. В случае выявления несоответствия генерируется внутренняя рекламация.

На стадии контроля (CHECK) используются все измеренные данные для статистического контроля (SPC), для расчета различных показателей и построения диаграмм (например, диаграмма Парето). Эти мероприятия необходимо учитывать на стадии производства в MES -системе. Если измерения связаны с поставщиками, то возможно вычисление различных рейтингов и ранжирование поставщиков (с передачей данных в ERP систему).

На стадии действия/корректировки (ACT) большое значение имеет управление рекламациями. Здесь обычно используется методика 8D в сочетании с методиками анализа корневых причин, таких как диаграммы Исикавы или 5-почему (Ishikawa, 5 Why). Цель этого этапа – действия, которые устранят появление проблемы в будущем. Рекламации бывают 3 типов: заказчика, поставщикам и внутренние. Здесь используются модули типа Портал поставщиков, а также Аудит. Аудит бывает внешний и внутренний. Внешний обычно важен для сертификации и выхода на новые рынки. Внутренний важен для улучшения всех процессов, связанных с качеством.

Важно, что цикл Деминга замкнутый и информация, полученная на этой стадии, снова используется на этапах планирования (PLAN). В ряде случаев это делается автоматически (например, новый тип дефекта при выявлении автоматически появится в модуле FMEA, выводы из модуля Аудит автоматически попадут в модуль планирования контроля). Все этапы цикла содержат механизм расчета стоимости и дефектов и действий по их устранению. Это и позволяет искать баланс между потерями от дефектов и затрат на повышение качества.

Все действия, связанные с качеством, автоматически адресуются ответственным исполнителям вместе с контрольными сроками через модуль задач и действий (Task manager), отметки о выполнении также автоматически возвращаются в систему. Если на предприятии внедрена PLM система, то эти задачи могут быть выполнены ее стандартным функционалом.

Как же лучше организовать взаимодействие QMS с другими производственными системами. В этой области отметим исследование компании Cognizant, выполненное в 2015 году. В работе рассматриваются 4 варианта: на основе PLM, на основе ERP, на основе MES и автономный вариант. Для производств, где роль PLM велика и решение развернуто, предлагается максимально интегрировать процесс управления качеством в общий PLM процесс.

Задачи управления качеством также можно показать по этапам жизненного цикла изделия.