Управление качеством продукции — одна из ключевых функций уровня MES (Manufacturing Execution System) в промышленном производстве, которая преимущественно реализуется с помощью LIMS-систем (Laboratory Information Management System). В данной статье описан подход построения LIMS с точки зрения классических контуров управления применительно к бизнес-процессам аналитических лабораторий предприятий.
ЗАО «ТоксСофт», г. Москва
Лаборатория и современные информационные системы
В настоящее время, в условиях жесткой рыночной конкуренции, предприятия стали больше внимания уделять качеству своей продукции, повышать его за счет внедрения новых технологий, нового оборудования и новых способов контролирования производства. При этом неотъемлемой частью всего нового является наличие автоматизации. Она повышает не только производительность и условия труда, но и качество продукции. Автоматизация сейчас проникает во все сферы и отрасли, и уже все реже встречаются неавтоматизированные производственные цеха и отделы предприятия. Автоматизированные системы являются не только помощниками предприятия, но и его гордостью: ведь они поднимают его на новый уровень производства.
За счет быстрого развития IT технологий у предприятий появляются новые возможности развития и совершенствования. Наиболее новыми и актуальными для многих сейчас являются системы класса LIMS — лабораторные информационные системы управления. Подобные системы предназначены для увеличения производительности лаборатории предприятий, повышения точности результатов измерений и оперативности управления производством.
Лаборатория является одним из самых сложных и ответственных участков производства. Помимо основной ее задачи — получения результатов испытаний отобранных образцов материалов есть множество специфичных внутрилабораторных работ:
- учет реактивов и расходных материалов;
- контроль правильности, точности и воспроизводимости результатов измерений;
- планирование работ;
- формирование разнообразной отчетности;
- контроль работы персонала и многое другое.
Все это учитывается при построении LIMS-систем. Сейчас на рынке представлено множество подобных систем, как отечественного, так и зарубежного производства. Основная трудность выбора между ними зачастую заключается в непонимании руководством предприятия охвата решаемой задачи. И это непонимание в итоге часто выливается в недовольство уже купленной системой. Для формализации этой непростой задачи нами была разработана модель оперативного управления лабораторией (рис. 1), которая легла в основу отечественной LIMS-системы «Галеус» (www.galeus.ru). Она основана на основных контурах управления отечественных лабораторий (см. табл.).
Таблица контуров управления лаборатории
Определение контура управления
Понятие контура управления происходит из теории автоматического управления. Он определяет и описывает границы регулирования работы объекта управления. Контуры управления различаются по типам, определяемым наличием или отсутствием обратной связи.
При управлении технологическими процессами наиболее распространено регулирование с наличием обратной связи (замкнутый контур), а при управлении процессами производства обратная связь чаще всего выражена опосредованно. Тем не менее она поддается формализации и эффективно влияет на качество управления. Например, оперативные рекламации на производимый продукт позволяют вовремя корректировать качество операций производственного процесса.
LIMS-системы реализуют контуры управления обоих типов и содержат в себе необходимые для этого составляющие: объект управления, целевую функцию и уставку, регулируемые величины и управляющие воздействия.
Рис. 1. Структурная модель оперативного управления заводской лабораторией
Бизнес-процессы лаборатории
Расскажем кратко о работе лаборатории и ее взаимодействии с другими подразделениями предприятия. Итак, основная задача лаборатории — получение результатов испытаний проб.
Пробы материалов в лабораторию поступают путем отбора их с технологических объектов, складов или из самой лаборатории (в случае со стандартными образцами). Пробы обязательно регистрируются в рабочих журналах лаборатории, подготавливаются к анализу и анализируются. Правила их отбора, подготовки и анализа описаны в нормативных документах предприятия, таких, как карты аналитического контроля, методики, ГОСТы, ТУ. Пробы могут анализироваться как ручными методами, так и с помощью приборов. Результаты испытаний проб также заносятся в лабораторные журналы. После этого лаборанты составляют протоколы испытаний, которые передаются в ОТК (отдел технического контроля), технологам, кладовщикам. В зависимости от вида контроля (входной, производственный или готовой продукции) по результатам испытаний принимаются соответствующие решения (ввод в производство, изменение технологического процесса, формирование производственных и отгрузочных партий соответственно).
В результате могут появиться дополнительные документы, содержащие в себе результаты испытаний (акты несоответствия, отчеты, рапорты, сертификаты и паспорта готовой продукции). При наличии внешних автоматизированных систем наличие данных о испытаниях, как правило, требуется и там.
Второстепенными для предприятия, но не менее важными для лаборатории являются контроль качества получения результатов испытаний, учет реактивов и расходных материалов, метрологический контроль оборудования и методик, управление персоналом лаборатории.
Контуры управления лаборатории
Первый контур – К1 – представляет собой управление технологическими и производственными процессами, персоналом основных и вспомогательных цехов с помощью информации, основанной на результатах химических и физических анализов. В зависимости от организационного подразделения потребителю предоставляется необходимая ему информация о качественном составе материалов для выполнения его задач. Она может поступать на их рабочие места в электронном или письменном виде, по телефону, вводиться в внешние системы типа АСУ ТП, MES (автоматизированная система управления производством), ERP (автоматизированная система планирования ресурсов предприятия).
Вся информация, касающаяся проб, начиная от их отбора и кончая верификацией результатов испытаний, обязательно фиксируется в рабочих журналах лаборатории и ОТК. Контур К2 – контроль ведения журналов для обеспечения прослеживаемости истории каждой пробы.
Последовательность действий лаборантов и мастеров ОТК при работе с пробами задает и контролирует регламент (контур К3). Он включает в себя карту аналитического контроля, расписание отбора проб, последовательность работы лаборантов, их должностные инструкции, методики и ГОСТы. Регламент является нормативным документом для предприятия, но в ходе рабочей смены часто корректируется, дополняясь дополнительными пробами, не указанными в карте аналитического контроля.
За контролем правильности выполнения анализов в соответствии с регламентом отвечает контур К4. Его реализует диспетчер (старший лаборант, руководитель подразделения). Если в работе были допущены нарушения (опоздание пробы по времени, выход результатов испытаний за заданные границы и т.п.), то он их анализирует и принимает меры для их устранения.
Контур К5 – управление качеством выполняемых в лаборатории анализов путем обработки контрольных проб, метрологических образцов, выполняется также обмен пробами с другими заводами и сравнение результатов. При этом статистическая обработка результатов довольно трудоемкая: построение контрольных карт, расчет отклонений, диагностика нарушений.
Управление персоналом лаборатории осуществляется с помощью контура К6. Здесь необходимо управлять загрузкой персонала (распределять работы между лаборантами и рабочими местами), отслеживать объемы их работы с пробами, учитывая их отпуска и больничные, заранее планировать работы.
Так как вопросы качества продукции являются одними из ключевых на предприятии, то результаты испытаний материалов используются во внешних автоматизированных системах. Контур К7 отвечает за взаимодействие с этими внешними системами. Как правило, на предприятии до внедрения LIMS-систем уже существуют различные АСУ ТП, ERP, другие АСУ. Взаимодействие контролируется по времени ввода и по контролируемым показателям.
Контур К8 управляет учетом реактивов и расходных материалов. В зависимости от количества проанализированных проб и их показателей осуществляется расход реактивов и материалов. Кроме этого учитывается их наличие на предприятии, срок годности, производитель, поставщик и другая сопутствующая информация.
Документооборотом предприятия управляет контур К9. Если предприятие сертифицировано по ISO 9000, то эту функцию осуществляет отдельный человек. Он составляет шаблоны документов (сводки, отчеты, журналы, сертификаты и т.п.), которые используются в лаборатории, и задает правила их наполнения, назначает ответственных лиц за их составление, определяет их потоки между подразделениями.
За контроль исполнения методик предприятия и ГОСТов, их формирование и введение в исполнение, контроль качества и правильность их исполнения отвечает контур К10. Этим контуром управляет метролог.
Контуром К11 также управляет метролог. В управление оборудованием включены планирование и фиксация поверки и калибровки приборов, их учет, фиксирование по ним необходимой информации. Также высчитывается коэффициент загрузки лабораторного оборудования, его нехватка и план закупки нового.
Заключение
Во избежание неудач при автоматизации лаборатории необходимо учитывать все вышеперечисленные контуры ее управления, правильно формализовать задачи (наполнить их своей спецификой и данными) уже на начальном этапе: выбора LIMS-системы. Ведь основой успешной работы нескольких организаций (в данном случае это заказчик – поставщик) является их взаимопонимание, согласованность и открытость действий. Чем четче поставлена задача и определены границы системы, тем быстрее она будет внедрена, проще будет поддерживаться (администрироваться), будет дольше «жить»!
Литература
Потапова Т.Б. Большая автоматизация. Информационно-управляющие системы (ИУС) в непрерывных производствах. Тула: Гриф и К, 2006.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 2(22)_2009
Данилова М.А., Мухин И.Н.
ЗАО «ТоксСофт», г. Москва,
тел.: (495)628-91-50,
e-mail: mail@toxsoft.ru
_big.jpg'); "6(108)_small.jpg")