close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

MarchelovaNatharevich

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
Н. В. Маркелова, С. А. Назаревич,
С. Л. Поляков
МОДЕЛИ И МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВОМ ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В ПРИБОРОСТРОЕНИИ
Учебное пособие
УДК 658.5
ББК 65.9
М26
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор Г. И. Коршунов;
кандидат технических наук М. А. Добросельский
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Маркелова, Н. В.
М26 Модели и методики управления качеством производства электронных изделий в приборостроении: учеб. пособие / Н. В. Маркелова, С. А. Назаревич, С. Л. Поляков. – СПб.: ГУАП, 2018. – 86 с.
ISBN 978-5-8088-1301-4
Содержит модели и методики управления качеством производства электронных изделий, на основании внедрения технологических инноваций. Представлены вопросы выбора и применения различных методов оценки уровня качества производимой продукции
в приборостроении, рассмотрены проблемы и решения вопросов повышения квалификации производственного персонала с целью осуществления успешного освоения технологических инноваций.
Учебное пособие рекомендуется для получения навыков самостоятельной работы по выбору цели и решению практических задач по
достижению заданного уровня качества как разрабатываемой, так и
производимой продукции.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по
направлениям высшего образования 27.03.02 «Управление качеством» (прикладной и академический бакалавриат) и 27.03.05 «Инноватика» 20.03.01 «Техносферная безопасность», а также других
направлений при изучении дисциплин, включающих разделы процессного менеджмента.
УДК 658.5
ББК 65.9
ISBN 978-5-8088-1301-4
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения, 2018
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ГОС – государственные образовательные стандарты
ФГОС – федеральные государственные образовательные стандарты
ДПО – дополнительное профессиональное образование
ИГА – итоговая государственная аттестация
ВО – высшее образование
ВТО – всемирная торговая организация
НПО – научно-производственная организация
ООП – основная образовательная программа
ИСО – международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO)
ГУАП – Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СанктПетербургский государственный университет аэрокосмического
приборостроения»
ППС – профессорско-преподавательский состав
СЗЦИТ – северо-западный центр информационных технологий
СКБ – студенческое конструкторское бюро
СМК – система менеджмента качества
СТО – стандарт организации
УМД – учебно-методическая документация
ФЦП – федеральная целевая программа
НИР – научно-исследовательская работа
3
ВВЕДЕНИЕ
Современные тренды развития промышленного производства
предполагают наращивание темпов в процессах разработки, организации создания и реализации инновационной продукции, внедрения ресурсосберегающих технологий и эффективных процедур
управления производственными процессами.
В организации производства научно-технической продукции в
настоящее время не в полной мере учитываются открытость рынков и конкурентная составляющая, что создает дополнительные
проблемы при планировании серийного производства высококонкурентной продукции, а также реализации новых проектов.
Процессы совершенствования научно-производственной деятельности (НПД) должны быть дополнены процедурами мониторинга процессов организации производства конкурентной продукции; в процессах создания новой продукции недостаточно учтены
аспекты оценки технического потенциала результатов НПД; описание объектов, обладающих инновационными техническими характеристиками, выполненное по известным методикам, является
недостаточно полным; номенклатура и определение используемых
терминов требуют уточнения и актуализации.
Производственно-технический потенциал, ориентированный на
освоение инновационной продукции, становится мощным инструментом на рынке современных наукоемких технологий, обеспечивающим повышение заинтересованности потенциальных инвесторов.
Степень разработанности проблемы. Среди зарубежных ученых, исследовавших инновационные процессы, следует отметить:
Й. А. Шумпетера, А. К. Кляйнкнехта, Г. О. Менша, Э. Мэнсфилда,
Р. Уотермана.
Из отечественных ученых особый вклад в теорию организации
производства внесли: А. И. Пригожин, Е. Г. Семенова, А. Г, Варжапетян, Г. И. Коршунов, Ш. Ш. Губаев, П. Н. Завлин, А. К. Казанцев и др.
Проблемам развития научно-технического прогресса посвящены
работы Г. А. Лахтина, Ю. П. Конова, Б. Твисса, Э. Роджерса, Б. Санто, М. Л. Башина, Н. Д. Кондратьева, В. С. Малова, К. Л. Гаврилова,
И. Л. Туккеля, Е. Фальцмана и др.
В трудах отечественных и зарубежных ученых описаны подходы
и принципы формирования инновационной продукции, как основной единицы продукции предприятия, инициирующей экономический скачок в виде кратковременной финансовой монополии на
целевом сегменте рынка.
4
Некоторые авторы приводят терминологический ряд, характеризующий инновационную деятельность, как процесс изменения,
связанный с масштабом внедрения, местом, экономической эффективностью и иными факторами экономического развития предприятия. Такой подход не отражает техническое содержание процессов
производства продукции, не содержит оценку результатов интеллектуальной деятельности персонала предприятия.
Известные процедуры и методики оценки технической новизны
продукции и результативности НПД (подходы и рекомендации по
оценке технического уровня продукции, методика РИНКЦЭ, методика РФФИ) не в полной мере учитывают инновационность характеристик новой продукции.
В настоящее время оценка инновационности результатов НПД
выполняется, как правило, на основании неструктурированного набора критериев, которые не учитывают интеллектуальный вклад,
компетенции и деловые качества персонала предприятия.
Разработка новых моделей и методик оценки результативности
и перспективности деятельности научных, инновационных и производственных предприятий является актуальной на современном
этапе развития экономики, их использование позволит решить задачи производственного менеджмента в части разработки конкурентоспособной продукции в условиях экономических и технических
рисков. Для детализации все аспектов возникающих на почве оценки результативности, эффективности и инновационности новой
продукции, предложено создавать рабочие группы специалистов из
числа внутреннего персонала. В задачи группы будет входить оценка перспективности новых видов продукции и составление отчетной документации о целесообразности разработки новый проектов
и направлений. Тематика данного решения продиктована неустойчивостью экономических процессов, поэтому в последние годы правительство Российской Федерации поставило задачу повысить уровень научных, инновационных и технологических предприятий.
Современные производственные предприятия для успешного функционирования в условиях сложившейся рыночной ситуации должны иметь не только высокое техническое оснащение, возможность
рационально использовать все свои мощности и оперативно реагировать на изменения рынка, но и квалифицированные кадры. Одной из важнейших проблем достижения соответствия выпускаемой
продукции уровню качества мировым образцам является преодоление дефицит профессиональных кадров и несоответствие уровня
их компетентности инновационным требованиям. Особое внимание
5
занимает отрасль контрактного производства электроники, так как
оно играет важную роль в развитии инновационных предприятий и
экономики страны в целом.
Для решения сложившейся ситуации широко применяются курсы повышения квалификации, в том числе на базе дополнительного
профессионального образования (ДПО), цель которого – быстрая и
качественная подготовка и переподготовка специалистов, удовлетворяющих современным требованиям. В связи с этим предприятия,
осуществляющие производство электронных изделий, проводят
активное повышение квалификации и переподготовки кадров с целью не только обеспечения качества выпускаемой продукции в виде
электроники, печатных плат и т. д., но и обеспечение качества на
различных стадиях производства – проектирования, изготовления,
монтажа.
Повышение квалификации должно осуществляться динамично
и позволять в короткие сроки проводить подготовку/переподготовку
кадров с ориентацией на требования заказчиков в такой динамично
развивающейся отрасли, как производство электронных изделий.
В работе проведен анализ методик по формированию и достижению необходимого значения качества подготовки/переподготовки
специалистов НПО для обеспечения качества продукции в отрасли
электроники и других сфер деятельности за счет учета требований
заказчиков и гибкой системы формирования программ повышения
квалификации, направленных на качество выпускаемой продукции при ограничениях на стоимостные и временные затраты.
6
1. МОДЕЛЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ
НА ОСНОВЕ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
СПЕЦИАЛИСТОВ
1.1. Анализ факторов,
влияющих на качество подготовки специалистов
Существенное влияние на качество организации и реализации
проектов повышения квалификации оказывают следующие факторы: появление Федеральных государственных образовательных
стандартов, которые определяют ряд требований при освоении
компетенций; вступление России во Всемирную торговую организацию; изменение отношения и требований к качеству предоставляемых услуг в сфере повышения квалификации, как потребителей,
так и заказчиков; реализация Государственной программы «Развитие науки и технологий» от 20 декабря 2012 года № 2433-р, задачи
которой ориентированы на развитие и совершенствование приоритетных направлений научно-технологического пространства; разработка проекта Государственной программы «Подготовка и переподготовка квалифицированных кадров для организаций оборонно-промышленного комплекса в 2014–2020 гг.».
Существующие модели и методы обеспечения качества процесса
повышения квалификации не в полной мере учитывают выше перечисленные факторы в сфере подготовки/переподготовки специалистов, занимающихся обеспечением и повышением качества продукции, предприятий по производству электронных изделий.
В работах Г. Г. Азгальдова, В. И. Андреева, А. Г. Варжапетяна,
Г. И. Коршунова, В. Н. Тисенко, Я. Я. Голоты, В. К. Федюкина,
Н. Н. Рожкова, рассматриваются вопросы, посвященные оценке
качества, как продукции, так и услуг, управлению качеством подготовки и переподготовки специалистов, методологическим аспектам квалиметрии. Однако существующие подходы не в полной мере
учитывают влияния специфических факторов: требований потребителей и заказчиков; разнородности специалистов НПО и различной степени их подготовленности; процессного подхода к оценке
проектов; самоанализа организации путем использования принципов системы менеджмента качества.
В ходе исследований были выделены известные основные факторы, влияющие на адаптацию образовательной деятельности. Экспертным методом, был проанализирован хронологический ряд со7
ДПО
Международное
сотрудничество
Требования
заказчиков
Болонское
соглашение
Изменение
статуса
Государство
Общество
ГОС, ФГОС
Рис. 1.1. Факторы, влияющие
на образовательную деятельность
бытий за последние 20 лет, показатели которых были усреднены и
представлены на рис. 1.1 в процентном соотношении.
Все факторы, представленные на круговой диаграмме (рис. 1.1)
изучались и анализировались и ранее, но проблема совершенствования дополнительного профессионального образования является наиболее актуальной, учитывая развитие бизнес-отношений в образовательной сфере и особенно возрастающих требований научно-производственных организаций. Именно поэтому необходимо применение
современных методов и разработка методик для совершенствования
программ повышения квалификации специалистов НПО в направлении обеспечения качества продукции и инновационных проектов.
Программы повышения квалификации, так же как и ВО, находится в центре государственных интересов. Это выражается и в
необходимости перехода образовательных учреждений от традиционного «трансфера знаний» к интеграции бизнеса и науки, интеграции российской высшей школы в общеевропейское образовательное
пространство. Все это усложняет оценку качества образовательной
деятельности и обучения потребителя.
С реализацией подобного перехода прямую связь имеет ДПО, которое, несмотря на всю свою значимость в образовательной деятельности, является одной из основных платформ для реализации программ повышения квалификации специалистов НПО в направлении обеспечения качества продукции и инновационных проектов.
8
1.2. Вариабельность
программ повышения квалификации
В настоящее время одной из важнейших задач становится задача организации учреждения целенаправленного на обеспечение повышения квалификации и переподготовку взрослого населения, а
именно специалистов НПО. Дополнительное профессиональное образование, с одной стороны – важная структурная часть системы
российского образования, с другой – основа непрерывного образования и один из ключевых механизмов развития интеллектуального
потенциала страны.
В инновационном развитии страны повышение квалификации
играет особую роль как часть механизма перераспределения специалистов по отраслям и сферам деятельности, развития профессиональной структуры. Актуально рассмотрение этого перераспределения работающего населения наиболее эффективным образом с
точки зрения перспектив развития экономики в глобальном разделении труда, качества соответствующих каналов мобильности работников, среди которых – профессиональная переподготовка [15].
Задачи обучения по программам повышения квалификации
в рамках ДПО имеют свою специфику, которая отличает систему
ДПО от высшей школы в её традиционном понимании. Эта специфика обусловлена многими факторами, в том числе:
 необходимостью получения конкретных знаний, умений, навыков по основному месту работы,
 осознанным желанием получения этих знаний,
 получением новых знаний в области своей профессиональной
деятельности, где обучающийся уже достиг, как правило, определённого уровня,
 возрастными особенностями обучения,
 другими особенностями.
Для решения стоящих задач можно применять относительные
оценки, характеризующие улучшение подготовки специалистов НПО
в процессе реализации программ повышения квалификации. Такие
оценки должны позволять управлять процессом обучения в отдельном образовательном учреждении с целью повышения качества продукции НПО, удовлетворенности потребностей заинтересованных
сторон. Задачей управления обучением при повышении квалификации, ДПО должно являться наилучшим, в определённом смысле, переходом из начального уровня подготовки специалистов НПО в заданный конечный, соответствующий требованиям конкретного заказчи9
ка (т.к. повышение квалификации проходит по конкретному заданию
клиента) с учетом законодательных требований, нормативных актов,
временных, финансовых и других ограничений. Для этого, оценки
качества подготовки, прежде всего, должны быть количественными.
Необходимость гибкого реагирования системы ДПО на происходящие изменения требует постоянного развития научно-методического и информационного обеспечения ее деятельности с целью
создания адаптированной системы повышения квалификации и
профессиональной переподготовки кадров, позволяющей оперативно удовлетворять запросы руководителей и специалистов в дополнительном образовании. Все это обосновывает необходимость разработки методики оценки качества подготовки специалистов НПО
по программам повышения квалификации [29].
Таким образом, основными приоритетными направлениями подготовительных работ по реализации проектов программ повышения квалификации в рамках ДПО являются:
– прогнозирование развития рынка труда с целью опережающей
подготовки специалистов;
– исследование рынка образовательных услуг;
– развитие информационного обеспечения системы повышения
квалификации и профессиональной переподготовки кадров;
– формирование современного учебно-методического обеспечения учреждений ДПО;
– разработка современных средств проектирования и управления образовательными процессами;
– оптимизация международного сотрудничества;
– совмещение процесса обучения и консультирования, основанное на широком использовании информационных технологий в сочетании с активными методами;
– организация дистанционного обучения в форме активного взаимодействия персонала с преподавателями-консультантами через
компьютерные сети;
– создание организационно-методической среды, функционирующей в едином телекоммуникационном пространстве Российской
Федерации с широким использованием уже имеющихся в системе
высшей школы сетей и других средств телекоммуникаций.
В связи с выявленной проблематикой, в пособии рассмотрены
вопросы выбора критериев и оценки компетентности и качества
подготовки специалистов НПО по направлениям обеспечения качества продукции. Это позволит обеспечить контроль процесса реализации программ повышения квалификации, повысит качество
10
предоставляемых услуг в сфере ДПО и в конечном счете обеспечит
качество выпускаемой продукции НПО. В связи с этим программы
повышения квалификации будут рассматриваться как проект.
1.3. Жизненный цикл реализации проектов
повышения квалификации
Основными составляющими, приводящими к успеху в проектном подходе, становятся специальная информационная среда, осуществляющая функции планирования проектов, их прогнозирования и контроля, а также специально разработанные стандарты по
управлению проектами в организации.
Под проектом в сфере повышения квалификации и в образовательной, а именно в системе ДПО, будем понимать уникальный процесс, состоящий из совокупности скоординированной и управляемой деятельности с начальной и конечной датами, предпринятый
для достижения цели, соответствующей конкретным требованиям,
включающий ограничения по срокам, стоимости и ресурсам [47].
Проект, как и любая продукция, услуга или будь то система,
имеет свой жизненный цикл [59]. Понятие жизненного цикла достаточно размыто, так как оно используется в разных нормативных документах различных организаций. Однако, появление системного
стандарта внесло порядок в определение понятия жизненный цикл
системы: Жизненный цикл – эволюция системы, продукции, услуги, проекта или иного рукотворного объекта от замысла до прекращения использования». Жизненный цикл включает в себя большой
набор процессов, который необходимо реализовать во время управления конкретным проектом.
Для того чтобы проект был успешным, менеджер проекта и проектная команда определяют основные его этапы реализации, такие
как [99]:
– выбрать соответствующие процессы, которые необходимы для
достижения целей проекта;
– использовать соответствующий подход к разработке или адаптации спецификации продукта и планов по достижению целей и
требований проекта;
– соблюдать требования, для удовлетворения спонсора, клиентов и других заинтересованных сторон проекта;
– определять и управлять границами проекта в рамках ограничений при рассмотрении проектных рисков и потребностей в ресурсах для получения результатов проекта;
11
Strategy
Стратегия Identify
Выяви
Opportunity
Select
ВозможВыбери
ности
Projects
Проекты Contribute
Привноси
Benefits
Выгоды
Рис. 1.2. Процессы управления проектами
– обеспечить надлежащую поддержку со стороны исполняющей организации, в том числе обязательств со стороны заказчика и
спонсора проекта.
В стандарте [59] процессы управления проектами определены в
терминах целей, которым они служат, отношениям между процессами, взаимодействия в рамках процессов, а также первичных входов и выходов, связанных с каждым процессом (рис. 1.2).
Проекты могут быть объединены в программу проектов для достижения единого результата, или в портфель проектов для более
эффективного управления. Портфель проектов может состоять из
программ.
В образовательной деятельности проектом могут обозначаться
различные виды работ:
– научно-исследовательская работа;
– выпуск учебно-методической литературы;
– выпуск нормативно-руководящей литературы;
– разработка основных образовательных программ;
– разработка учебных планов;
– формирование расписания, сессий на семестр и т. д.
1.3.1. Разработка детализации проекта программ
Тенденция активного развития современных технологий, большая насыщенность рынков различными видами продукции и услуг,
а вместе с тем и быстро растущих требований потребителей и заказчиков, требует быстрого решения задач. Все это заставляет в кратчайшие сроки реализовывать и удовлетворять запросы заказчиков и
потребителей. Реализация образовательных проектов в рамках ВПО
сложна, но понятна, так как разрабатывая новое направление или
образовательную программу, руководствуются Федеральными государственными образовательными стандартами, которые дают понимание, какие компетенции должны быть усвоены, на каком этапе
обучения, какая база должна быть заложена и что обучающийся должен знать, уметь и чем должен владеть при окончании [68].
12
Говоря о реализации проектов программ повышения квалификации в такой сфере как ДПО, необходимо учитывать многие факторы. Действия, связанные с реализацией комплекса мероприятий
ограниченных временными ресурсами и материальным снабжением, сводящихся в программы повышения квалификации специалистов НПО в системе ДПО, можно называть проектом.
Для обеспечения качества данного проекта необходимо решить
ряд задач:
– разработать матрицу корреляционной зависимости компетенций с модулями, представленная в табл. 1.1;
– разработать анкету с целью выявления предпочтений заказчика, представленная в табл. 1.1. Полученные результаты анкет, были
проанализированы и в табл. 1.2 представлены данные нескольких
заказчиков;
– разработать схему реализации проектов программ повышения
квалификации в рамках деятельности ДПО за счет контроля за
Таблица 1.1
Матрица корреляционной зависимости
профессиональных компетенций с модулями
Модули
ПК1
1
М1
Р1
Р2
М2
Р1
Р2
Р3
М3
Р1
Р2
Р3
М4
Р1
Р2
М5
Р1
Р2
2
v
Профессиональные компетенции
ПК2
ПК3
ПК4
ПК5
3
4
5
v
v
ПК6
6
7
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
13
14
ПК6
ПК5
ПК4
ПК3
ПК2
Способность осуществлять контрольные испытания для
приемки печатных плат в соответствии с требованиями
IPC-TM-650 и IPC-9691 – методики проведения испытаний
Способность осуществлять электрический контроль печатных плат в соответствии с требованиями IPC-9252
Умение осуществлять ремонт и восстановление печатных
плат в соответствии с требованиями IPC-7711/21
Умение осуществлять организационно-экономическое
обоснование инновационных проектов
Способность применять методы разработки и правил применения нормативной и организационной документации
по обеспечению качества производственной деятельности
Умение применять требования системы экологического
менеджмента при производстве электронных изделий
2
1
ПК1
Наименование ПК программы повышения квалификации
№
ПК
8
6
8
5
4
5
8
6
9
6
5
6
10
5
7
6
4
7
9
7
8
6
6
5
7
8
8
7
3
8
8
8
9
5
4
7
Уровень важности приобретения ПК
потребителем** заказчика
в его профессиональной деятельности (1–10)
Заказ- Заказ- Заказ- Заказ- Заказ- Заказчик 1
чик 2
чик 3
чик 4
чик 5
чик 6
Анализ приоритетных профессиональных компетенций (ПК) для НПО
Таблица 1.2
каждым этапом проекта, с целью повышения качества предоставляемых услуг (рис. 1.3).
Представленная матрица в табл. 1.1 показывает связь профессиональных компетенций с модулями и их разделами, что в свою
очередь в дальнейшем будет хорошей платформой для разработки
модели оценки компетентности специалистов НПО, с целью обеспечения качества продукции НПО.
Представленные данные в табл. 1.1 и 1.2 позволят в дальнейшем
наиболее адекватно осуществить оценку компетентности, полученной специалистами НПО в процессе обучения по программам повышения квалификации в рамках ДПО.
I этап анализа нормативной документации
Анализ международных
стандартов
Анализ федеральных
образовательных стандартов
II этап оценка конкурентного потенциала учреждения
Оценка возможностей
учреждения
Оценка рынка труда
III этап разработка проектной документации и реализации программ
Выбор формы программы
Дополнительное
профессиональное
образование
Повышение
квалификации
Переподготовка
Разработка учебно-тематического плана
Формирование учебно-методического комплекта
Учебные материалы / ресурсы
Реализация образовательной программы
Мониторинг и постоянное улучшение
Рис. 1.3. Схема реализации проектов
15
С целью повышения и улучшения качества процесса подготовки специалистов НПО необходимо определить основные их этапы
(рис. 1.3), а так же для измерения, управления качеством и постоянного улучшения последовательности выполнения этапов проектов программ повышения квалификации в сфере ДПО, необходимо
разработать карту процессов по средством применения элементов
процессного подхода, которые являются частью общей системы
управления ДПО.
Данная схема реализации образовательных проектов будет полезна не только для высших учебных заведений в целом, но и для
учреждений, осуществляющих какие-либо образовательные услуги.
В результате можно выделить основные характерные признаки
проекта:
1) направленность на достижение конечных целей, определенных результатов;
2) координированное выполнение многочисленных взаимосвязанных работ с уровневой детализацией по видам деятельности, ответственности, объемам и ресурсам;
3) ограниченная протяженность во времени, с определенным началом и концом;
4) ограниченность ресурсов и бюджета;
5) выполнение работ в соответствии с логикой и требованиями к
качеству.
Еще одной характеристикой проектной деятельности, важной
для понимания принципов применения ее в условиях университета, является вероятность возникновения риска при производственном проектировании процессов.
В этом случае, необходимо внедрять систему по оценке качества подготовки специалистов НПО при планировании и реализации проектов программ повышения квалификации в рамках
ДПО. Предлагается использование схемы реализации проектами
(рис. 1.3) и карта процессов (рис. 1.4) последовательного выполнения этапов, с помощью применения элементов процессного подхода
в соответствии с ГОСТ ISO 9001, которые являются частью общей
системы управления организации по реализации программ повышения квалификации [56] (рис. 1.5).
На рис. 1.5 схематично представлен процесс оценки уровня подготовки специалистов по производству электронных изделий.
Квадраты «ограничения» и «требования заказчиков» на рис. 1.6
определяют управляющие воздействия на процесс оценки уровня
16
17
I этап анализа нормативной документации
II этап
III этап
3.1.1
3.1
3.6.1
2.2.1
2.2
3.6
2.1.1
3.6.3
2.2.3
2.1.3
3.6.4
2.2.4
2.1.4
Рис. 1.4. Фрагмент карты процесса
3.6.2
3.1.2
2.2.2
2.1.2
3.65
2.2.5
2.1.5
1.1.3. Определение
функциональных
особенностей интеграции МС в систему
образования РФ
3.66
3.6.7
2.1.7
1.2.3. Определение
функциональных
особенностей использования ФГОС с МС
2.1.6
1.2.5. Оценивание и
оценка эффективности
применения (использования, внедрения) ФГОС
1.2.2. Структурирование
полученной информации
1.1.5. Оценивание
эффективности
внедрения МС в
системе образования
РФ
1.1.2. Структурирование полученной
информации
1.2.4. Определение количественных и качественных
показателей совместного
использования ФГОС с МС
1.2.1. Определение
(Сбор) информации
о ФГОС в области
ДПО
1.1.4. Определение
количественных и
качественных показателей совместного
использования МС и
ФГОС в системе образования РФ
2.1
1.2. Анализ
ФГОС в системе
ДПО
1.1. Анализ
международных
стандартов (МС)
1.1.1. Определение (сбор)
информации о МС
в области образования
Í [ Mi ]
Í  Pij 
Í Òijl 
Í [ ÏÊi ]
K1
K2
Ограничения
Ограничения
Q = ϕ1K1 + ϕ2 K2 + ϕ3 K3
Требования
заказчиков
K3
Рис. 1.5. Процесс оценки уровня подготовки специалистов
по производству электронных изделий
Мониторинг и
постоянное
улучшение
Измерение,
анализ и
улучшение
Реализация проекта
Схема
ФГОС Возможность Комплексная
этапов
Риски
разработки ГОС ОУ реализо- оценка качества
подготовки
вывать
образоваспециалистов Алгоритм
проекты
тельного
НПО
программ
проекта
управлеповышения
ния и
квалификаРазработка
оценки
Карта
ции
дополнительных рисков
процессов
критериев
проектов
схемы
этапов
Методика
Методика
оценки
оценки
компетентности
специалистов
НПО
Анализ уровня
подготовки
специалистов
НПО
деятельность
поток информации
Рис. 1.6. Модель системы управления программами
повышения квалификации в рамках СМК
18
Удовлетворенность
Менеджмент ресурсов
(оборудование, лабораторная
база, методические материалы, выездные занятия)
Требования
Потребители и Заказчики
Ответственность
руководства
Таблица 1.3
Управляющие воздействия для процесса оценки уровня
подготовки специалистов по производству электронных изделий
Управляющие воздействия
Описание
Ограничения
55 ≤ × ≤ 100
Требования заказчиков
Усвоение профессиональных компетенций
специалистами НПО в том количестве и
качестве, которого требует заказчик
подготовки специалистов по производству электронных изделий.
Более подробное их описание представлено в табл. 1.3.
Отметим, что с точки зрения потребителя дидактической продукции ДПО (работодателя по отношению к специалистам) первостепенным является способность и готовность специалистов НПО
успешно выполнять свои служебные обязанности – его компетентность в вопросах, связанных с его деятельностью. Поэтому дифференциальный подход (его можно называть также компетентностным подходом) к оцениванию соответствует ориентации на потребителя дидактической продукции учреждений, осуществляющих
реализацию программ повышения квалификации [69–70].
Успешность освоения специалистами НПО всего комплекса
компетенций может быть оценена экспертным методом. При этом
каждый эксперт (член аттестационной комиссии) по заранее установленной шкале оценивает успешность освоения каждой компетенции. Обработка этих результатов может быть осуществлена разными методами, рассмотрение которых приводится ниже.
При оценивании уровня компетентности специалистов НПО
встает достаточно традиционная задача, которая требует своего решения во множестве прикладных областей, – получение комплексного показателя на основе множества критериев – критериев, каждый из которых может быть достаточно легко оценен и характеризует одну из сторон оцениваемого объекта [64]. Эта задача относится к
классу задач выбора, установления рейтинга и т. д.
Традиционно вопросами оценивания различных объектов применительно к их качеству занимается квалиметрия, которая объединяет количественные методы оценки качества, используемые
для обоснования решений, принимаемых при управлении качеством продукции и стандартизации, а также при решении смежных
с ними вопросов управленческой деятельности [63].
19
Использование результатов и инструментальных средств оценивания, полученных специалистами в области квалиметрии, их
критическая оценка и совершенствование дает исследователю необходимый инструмент, с помощью которого можно плодотворно
оценивать компетентность специалистов НПО на основе оценивания его разнообразных компетенций. Естественно, что получение
оценок компетентности необходимо (также, как и при управлении
качеством, например продукции) для управления процессом обучения, для введения так называемых корректирующих воздействий [79].
В менеджменте качества и при реализации каких-либо проектов
принято говорить о непрерывном цикле P-D-C-A (планирование –
осуществление – проверка – действие), третий этап которого предусматривает проверку результатов спланированных действий и
выработку (при необходимости) корректирующих воздействий [52,
56]. Именно в принятии управляющих решений (корректирующих
воздействий) состоит смысл менеджмента качества. Поэтому оценивание компетентности специалистов НПО является обязательным
этапом образовательного процесса. В связи с этим были сформулированы следующие критерии, по которым можно оценивать компетентность специалистов НПО по программам повышения квалификации в рамках ДПО:
– оценка эксперта по каждой тематике;
– оценка разделов, содержащих несколько тематик;
– оценка модулей программ повышения квалификации с учетом
экспертного весового коэффициента;
– оценка компетенций, закрепленных за каждым модулем с учетом весового коэффициента заказчика;
– оценка компетентности посредством оцененных компетенций.
Все вышеперечисленные критерии можно объединить в одну
группу. Оценка данной группы критериев позволит выявить уровень компетенции, но не комплексную оценку качества подготовки
специалистов НПО по программам повышения квалификации.
Комплексные оценки являются неразрывным элементом любой
системы управления качеством, так как для того, чтобы управлять
каким-либо процессом, надо, прежде всего, уметь измерять его параметры (критерии). Без количественных оценок качества невозможно дать полную и адекватную характеристику о состоянии продукции. И, наконец, сама природа экономической проблематики
изменения качества продукции предопределяет необходимость использования количественных методов описания качества [70].
20
В квалиметрии играют серьезную роль комплексные оценки, т. е.
оценки показателей качества продукции, относящиеся к совокупности ее свойств. Вероятно, важность комплексных оценок и то внимание, которое уделяют им исследователи, привели к распространению
мнения, что квалиметрия оперирует только комплексными безразмерными оценками, полученными в результате вычисления тем или
иным способом. Аппаратом квалиметрии являются все виды оценок
любой размерности, полученные различными способами.
При оценке комплексным методом можно получить общий вывод о качестве подготовки специалистов НПО по программам повышения квалификации и принять управленческое решение по
изменению хода и содержания учебного процесса в соответствии с
полученным результатом оценки. В связи с этим можно выделить
дополнительные две группы критериев, при оценке которых, совместно с первой группой, получим обобщенный критерий оценки
качества подготовки специалистов НПО по соответствующим программам. Данные группы можно сформировать таким образом, что
часть критериев позволит оценить содержание итоговой работы специалистов НПО, а другая часть – позволит оценить защиту их итоговой работы [70]. Перечислим все эти критерии:
• актуальность темы;
• использование производственной информации и методов решения инженерно-технических, организационно-управленческих и
экономических задач;
• уровень экономического обоснования;
• реальность внедрения результатов;
• научная обоснованность предложений и выводов;
• практическая ценность мероприятий и рекомендации;
• качество оформления;
• умение четко, конкретно и ясно доложить содержание итоговой
работы;
• умение обосновывать и отстаивать принятые решения;
• умение в докладе сделать выводы о проделанной работе;
• умение отвечать на поставленные вопросы.
Качество объекта или, как в нашем случае, проекта программы
повышения квалификации образуется с помощью анализа и контроля жизненного цикла, который состоит из следующих этапов:
 проектирование (например, процесса формирования компетенций специалиста);
 изготовление (формирование компетенций);
 эксплуатация (использование компетенций в реальной работе).
21
Каждый этап представляет собой комплексные процессы производства, поэтому по отношению к жизненному циклу принцип отражения раскрывается, как цепочка отражений качества процессов
соответствующих результатов.
Можно утверждать, что измерение качества есть построение мер
качества и получение их значений с помощью специальных алгоритмов. Качество всегда измеряют в рамках определенной системы
соизмерения, включающую в себя систему сравнения. В качестве
базы сравнения в измерении могут выступать:
 эталоны метрического измерения свойств;
 квалиметрические единицы;
 одно из сравниваемых свойств качеств по отношению к другому;
 эталон качества (аналог, цель, прототип и т. п.).
Комплексная оценка качества продукции вообще [64, 70], и специалистов НПО в частности, состоит из следующих операций:
1) выбор номенклатуры критериев оценки качества (например,
компетенций специалистов НПО) из квалификационной характеристики, требований работодателей и др.;
2) выбор базовых критериев качества, основанных на выборе экспертной комиссии и требований заказчика;
3) определение значений базовых критериев качества на основе
данных испытаний и измерений (если это возможно);
4) определение относительных значений критериев качества;
5) определение рангов показателей (их весовых коэффициентов);
6) выбор метода свертывания критериев в обобщенный критерий;
7) оценка уровня качества.
Суть интегрального метода оценки состоит в сопоставлении
оцениваемой продукции с базовыми образцами по единому (интегральному) показателю, характеризующему отношение полезного
эффекта от ее потребления и соответствующих затрат. В пособии
представлен метод интегральных критериев оценки обучающийся,
который показывает, что любой интегральный показатель суммирует все локальные показатели в какой-то области. Предложенные
критерии [70] могут быть использованы для решения прикладных
задач, связанных с оценкой компетентности слушателей (например,
формирование рейтинга). Говоря о смешанном методе оценки, он основан на совместном применении рассмотренных методов в различном сочетании. Но все эти методы не учитывают мобильность ДПО
и его постоянные изменения, а также приоритетов заказчика.
Для точности экспертных оценок необходимо определить согласованность мнений экспертов. Степень совпадения оценок экспертов
22
и их предпочтений, входящих в комиссию, характеризует качество
оценки критериев подготовки специалистов НПО по программам
повышения квалификации в системе ДПО. Согласованность экспертной группы, которая осуществляла проверку знаний слушателей, была выявлена с помощью коэффициента конкордации:
2
n 
−
12 ∑  Sj − S 

j =1 
=
W = 0,87, 2
3
m ⋅ n −n
где
(
n
∑ ( Sj − S )
2
)
(1.1)
– сумма квадратов разницы между суммой рангов
j =1
по критериям и средней суммой рангов, m – количество экспертов,
n – количество критериев. Полученный коэффициент конкордации
свидетельствует о согласованности мнений группы экспертов.
1.4. Обоснование критериев оценки качества
подготовки специалистов
В настоящее время в России осуществляется переход от традиционной научно-технической политики к инновационной. Под
влиянием возрастающей внутренней и внешней конкуренции,
инновации становятся важнейшим элементом менеджмента на
предприятии. Именно инновации дают возможность предприятиям уверенно занимать и расширять свои ниши на рынке. При этом
решается ряд социально-экономических задач, одной из которых
является создание новых высокооплачиваемых рабочих мест как
для квалифицированных специалистов, так и для малоквалифицированных работников.
Одной из общих проблем инновационных предприятий является недостаточная квалификация работников, поэтому специалисты
вынуждены стать основными потребителями услуг по повышению
квалификации, например в сфере дополнительного профессионального образования.
Рассматривая повышение квалификации специалистов НПО,
необходимо учитывать, что все сегодняшние нововведения в различных сферах требуют быстрой адаптации к предъявляемым нормативам, показателям и критериям оценки, а также требованиям к
профессиональной подготовки [36, 37].
23
В учебном пособии рассматриваются методы совершенствования
дополнительного профессионального образования специалистов
НПО с целью обеспечения качества продукции предприятий контрактного производства электронных изделий. Основные показатели
деятельности ДПО являются составной частью аккредитационных
показателей вуза. ДПО обеспечивает специалистам НПО конкурентоспособность и мобильность на рынке труда, что в свою очередь повышает их собственный социальный статус, возможность получения
высоко оплачиваемой должностной позиции и карьерного роста.
Прежде чем приступать к предоставлению информации в рамках
той или иной образовательной программы, необходимо понимать
требования заказчика и потребителя. На уровне школы, колледжа
и вуза понять эти требования легче, так как они определяются согласованными и утвержденными образовательными программами.
При реализации программ повышения квалификации в системе
ДПО необходимо учитывать множество факторов, которые могут
повлиять на формирование образовательной программы. Можно
выделить следующие факторы:
– требования заказчика-организации, его предпочтения необходимо учитывать, ведь он выделяет финансы на обучение своего
работника;
– входная оценка базовых знаний по выбранному направлению.
Это необходимо для построения адаптированного метода образования под каждого, с целью получения требуемого результата;
– необходимое количество профессорско-преподавательского состава;
– необходимая лабораторная база в расчете на каждого специалиста НПО, проходящего курсы повышения квалификации;
– обеспечение выездных занятий и т. д.
Для формирования программы дополнительного профессионального образования, очень важно осуществить первичную оценку знаний специалистов НПО. Данная оценка должна отражать знания
будущего специалиста НПО по конкретным тематикам относительно
программы подготовки. Для осуществления первичной оценки специалистов НПО можно разработать анкету-опросник по основным
тематикам, входящим в предложенную программу повышения квалификации. С помощью анкеты-опросника можно выявить сильные
и слабые стороны специалистов НПО, с точки зрения владения материалом в конкретном модуле, построить наиболее рационально образовательный процесс и оценить важность изучения того или иного
материала, в каком объеме и какой временной ресурс на это выде24
лить. В совокупности это позволит профессорско-преподавательскому составу вычислить важность той или ной компетенции (модуля)
относительно программы повышения квалификации в рамках ДПО
и сопоставить их с заявленными требованиями заказчика.
В роли экспертной комиссии для оценки по анкете-опроснику
могут выступать сами преподаватели, ориентированные каждый в
своем модуле, что позволит заранее спланировать вид занятий, расставить акценты, возможно увеличить количество интерактивных
занятий, или наоборот, более детально пояснить теоретический материал и т. д. Данный вид опроса можно проводить и автоматизировано, что значительно сократит временные затраты на проведение
этого мероприятия и на обработку полученных данных. Имея результаты, преподаватели могут скорректировать план обучения:
– перераспределить отведенное время на лекции, практические
занятия, выездные занятия и т. д.;
– обновить материал, в связи с тем, что результаты опроса могли
показать, владение специалистами НПО данным материалом;
– разработать кейсы, которые будут содержать описание проблемной ситуации, перечень вопросов, на которые надо ответить,
или заданий, которые необходимо выполнить при работе с кейсом; приложения, представляющие фактический материал в виде
таблиц, графиков, схем, диаграмм, карточек, анкет, с целью того,
чтобы специалисты НПО могли проанализировать и сделать вывод;
– скорректировать систему распределения баллов, для оценки
отдельных тематик;
– подготовить темы итоговых работ и требования к их выполнению.
1.4.1. Выбор и оценка критериев для комплексной оценки
качества подготовки специалистов
Основными потребителями и заказчиками дополнительных образовательных услуг выступают:
– региональные и муниципальные органы власти;
– предприятия бизнес-сообщества;
– другие учреждения профессионального образования;
– индивидуальные потребители услуг;
– общество, рынок труда и т. д.
Каждый из представленных потребителей хочет иметь гарантию
того, что предоставляемые ему образовательные услуги будут удовлетворять его требованиям и высокому уровню качества подготов25
ки. Как предоставить потребителю подобного рода гарантию? Всегда сложно оперировать вербальной информацией, необходимы факты. Заверить потребителя в достойном качестве предоставляемых
услуг можно с помощью входной оценки специалистов НПО, на базе
которой можно сделать прогноз освоения последующих модулей,
а также за счет оценки показателей и критериев. Конечно, нельзя
забывать и о вероятностном анализе, который позволит учитывать
возможные ситуации развития событий.
Для оценки качества подготовки специалистов НПО по программам повышения квалификации можно использовать предложенные ранее критерии и распределить их по группам, представленных
на рис. 1.7 и имеющие выражение (1.2):
(1.2)
Q = j1 K1 + j2 K2 + j3 K3 , где Q – обобщенный критерий качества подготовки специалистов
НПО, K1 – группа критериев оценки компетентности специалистов
НПО при подготовке по программам повышение квалификации, K2 –
группа критериев оценки содержания итоговой работы и K3 – группа
критериев оценки защиты итоговой работы, j1, j2, j3 – весовые коэффициенты групп критериев, которые удовлетворяют соотношению:
n
∑ ji =1 (1.3)
i=1
Каждая группа критериев, представленная на рис. 1.7, состоит
из ряда критериев, представленных в табл. 1.4
Все группы критериев, из представленных, сложно оценить одним методом, так как совокупность их свойств и характеристик отлична друг от друга. Для первой группы критериев предлагается
Q
K1
K2
K3
W
Рис. 1.7. Группы критериев для комплексной оценки
качества подготовки специалистов НПО
26
Таблица 1.4
Критерии оценки качества подготовки специалистов НПО
Группы
критериев
K1
K2
K3
Критерии
оценка эксперта по каждой тематике
оценка разделов, содержащих несколько тематик
оценка модулей программ повышения квалификации с учетом экспертного весового коэффициента
оценка компетенций, закрепленных за каждым модулем с
учетом весового коэффициента заказчика
оценка компетентности посредством оцененных компетенций
актуальность темы
использование производственной информации и методов решения инженерно-технических, организационно-управленческих и экономических задач
уровень экономического обоснования
реальность внедрения результатов
научная обоснованность предложений и выводов
практическая ценность мероприятий и рекомендации
качество оформления
умение четко, конкретно и ясно доложить содержание итоговой работы
умение обосновывать и отстаивать принятые решения
умение в докладе сделать выводы о проделанной работе
умение отвечать на поставленные вопросы
модель оценки компетентности специалистов НПО по программам
повышения квалификации в системе ДПО с применением метода
логики антонимов. Оценка двух последующих групп критериев, основана на экспертной оценке и последующей обработке данных.
1.5. Математическая модель оценки
компетентности специалистов
В частности, наиболее многообещающим (в то же время достаточно простым) инструментом является математический аппарат
так называемой логики антонимов, который относится к теории
мягких вычислений в условиях неоднозначности.
Мягкие вычисления не являются отдельной методологией. Это,
скорее, объединение, комбинирование различных направлений.
27
Мягкие вычисления
Нечеткая логика
Нейронные сети
Логика антонимов
Теория Хаоса
Вероятностные
вычисления
Элементы теории
обучения
Эволюционные
вычисления
Рис. 1.8. Составляющие теории мягких вычислений
Главными партнерами в этом объединении являются нечеткая логика, нейровычисления, генетические и вероятностные вычисления с более поздним включением хаотических систем, сетей доверия и разделов теории обучения (рис. 1.8).
Каждая из составляющих областей, представленных на рис. 1.8,
имеет много возможностей для ее использования в рамках мягких
вычислений. Нечеткая логика лежит в основе методов работы с неточностью, зернистой структурой (гранулированной информацией),
приближенных рассуждений и вычислений со словами (computing
with words). Нейровычисления отражают способность к обучению,
адаптации и идентификации. В случае эволюционных вычислений,
речь идет о возможности систематизировать случайный поиск и достигать оптимального значения характеристик. Вероятностные вычисления обеспечивают базу для управления неопределенностью и
проведения рассуждений, исходящих из свидетельств Л. Заде [61].
С целью решения задач оценки качества компетентности специалистов НПО, проходящих подготовку по программам повышения
квалификации был использован аппарат логики антонимов (ЛА).
Она является дальнейшим формальным аппаратом логики Заде,
автором которой стал Я. Я. Голота в 1982г. ЛА является непрерывнозначной логикой, обладающей свойством булевости, которое означает, что все законы классической логики переходят в соответствующие эквивалентности ЛА. Областью значений истинностного
функционала является неотрицательная числовая полуось.
Основными преимуществами применения логики антонимов по
сравнению с другими методами мягких вычислений, в частности
логики Заде являются:
28
• возможность построить модель, которая опишет состояние конкретного проекта в определенный момент времени. Это дает преимущество над известными методами, позволяющими на основании
статистической информации и теории вероятности описать некоторый абстрактный объект, задав значительные ограничения;
• описать поведение уникального проекта, для которого применение инструментов статистики крайне затруднено, т.к. каждый
проект реализуется один раз и является сложной системой с уникальным набором характеристик;
• исключить недостатки существующих методов, использующих
аналитическое описание объекта рассмотрения, а также опирающихся на их эмпирическое описание, что создает трудности, а зачастую делает невозможным разработку единой стройной системы
аналогий для адекватного описания сложных технических и социотехнических систем. Логика антонимов соединяет воедино принципы классической логики и теории вероятностей;
• использовать характеристики качества проекта, получаемые
экспертными методами, однако используя при этом строгий математический аппарат;
• проводить количественную оценку характеристик проекта на
основании взаимосвязи между показателями как одного, так и различных уровней иерархической структуры, что осуществляется
при помощи математической модели предложенной ниже;
• осуществлять комплексную оценку качества проекта, учитывая и раскрывая связи свойств качества, без использования методов
оценивания по среднему, как это принято в классических методах
квалиметрии.
Аксиоматика математического аппарата ЛА имеет следующий
вид [61]:
• свойства, отражающие некоторые элементарные требований к
ИИП заинтересованных сторон, обозначаются через Aij, Bij, Cij и т. д.;
• свойство, противоположное A, обозначается αA. Эти свойства
образуют антонимические пары;
• используются двуместные операции: β – аналогично дизъюнкции («слабая» связь) и γ – аналогично конъюнкции («сильная»
связь) математической логики;
• Aij, Bij, Cij поставлены в соответствие числа H(A), H(B), H(C). Где
H – символ функционала. Знакосочетание H(A) следует понимать
как «степень наличия свойства А в рассматриваемом изделии»;
• в ЛА предлагаются формулы, по которым можно вычислить
значения функционала от аргументов любой сложности. В случае,
29
когда все рассматриваемые объекты не зависят друг от друга, эти
формулы имеют следующий вид (1.4–1.7):
H(αA) =
− log2 1 − 2− H ( A)  

(1.4)
H( AβB=
) H( A) + H(B) 1.5)
− log2 1 − (1 − 2− H ( A) )(1 − 2− H ( B) )  H( A γB) =


(1.6)
− log2 1 − (1 − 2− H (αA) − H (αB) )  H( A γB) =


(1.7)
или
С учетом весовых коэффициентов для свойств A и B (1.5) и (1.7)
можно записать в следующем виде (1.8–1.9)
H( AβB) = ρ1 H( A) + ρ2 H(B) H( A γB) =
− log2 1 − (1 − 2−ρ1H (αA) −ρ2 H (αB) )  

(1.8)
(1.9)
где – ρ1 и ρ2 весовые коэффициенты, установленные для свойств A
и B.
Интерпретация формул (1.4) – (1.7) определяется, исходя из следующих рассуждений:
• объект αA определяется через более простой объект A и оценки
H(αA) и H(A), находящиеся в противофазе;
• AβB представляет некоторое комплексное свойство. Максимальное значение оценка H(AβB) принимает в случае максимальных значений оценки H(A) и H(B). При обращении одного из свойств
в ноль оценка H(AβB) в ноль не обращается;
• AγB представляет некоторое комплексное свойство. Максимальное значение оценка H(AγB) принимает в случае максимальных значений оценки H(A) и H(B). Однако при обращении одного из
свойств в ноль оценка H(AγB) обращается в ноль;
•  H( A γB) ≤ H( AβB), т. е. оценка совокупности свойств при их
значительной взаимосвязанности всегда меньше или равна оценке
этих же свойств при незначительной взаимосвязанности.
При использовании ЛА необходимо определить графическую модель иерархии показателей с учетом связей между ними, весовыми
коэффициентами показателей (например, как показано на рис. 1.9)
[34, 35]:
30
• для характеристики связей показателей применяются операторы логики антонимов:
β : H( AβB=
) H( A) + H(B) – «слабая связь» и
γ : H( A γB) =
− log2 1 − (1 − 2− H ( A) )(1 − 2− H ( B) )  – «сильная связь».


Дополнительно каждому из показателей графической модели необходимо поставить в соответствие определенный весовой коэффициент ρij, учитывающий его важность [36].
• производится преобразование иерархической графической модели в формулу, которая связывает показатели нижнего уровня и
интегральный критерий качества. Для графической модели, представленной на рис. 1.2, интегральная оценка в общем виде выглядит следующим образом (1.9).
H[W
=
] H [ A γBγCγDγEγF γ ] (1.10)
Каждое комплексное свойство A,B,C,D,E,F описывается на основании свойств нижележащего уровня и входящих связей.
Оценивание компетентности обучающихся необходимо не только руководству учреждений ДПО, но и заказчикам, потребителям,
чтобы образовательный процесс был управляем и контролируем
для своевременной корректировки возможных нестандартных ситуаций. Это предписывает, например, ГОСТ Р 52614.2, где прямо
говорится о необходимости измерений и анализа: «Информацию,
полученную в результате таких измерений и оценок, рекомендуется
W
A
B
A
A
A
11
12 13 14
C
D
E
E
11
A
C
C
C
C
11 12 13 14
F
E
12
D D
D
D
11 12 13 14
Рис. 1.9. Иерархическая граф-модель
31
рассматривать как входные данные для анализа со стороны руководства, чтобы убедиться, что постоянное улучшение СМК является
движущей силой совершенствования деятельности организации».
Из вышесказанного следует вывод: использование инновационного метода оценивания уровня компетентности специалистов
НПО, обучающихся по программам повышения квалификации в
системе ДПО на базе нечетких логик (в частности, логики антонимов) [36] дает несомненные преимущества, которые в наибольшей
степени полезны для тех специалистов, которые организуют образовательный процесс, так как метод позволяет четко установить
причинно-следственные связи между формируемыми в процессе усвоения компетенциями специалистами НПО и уровнем компетентности [38]. В следствие чего, процесс реализации программ повышения квалификации становится более управляемым.
1.5.1. Графические модели
с использованием логики антонимов
Для оценки уровня компетентности целесообразно использовать многоуровневую «древовидную» граф-модель. Использование
таких моделей для создания графического образа компетентности
специалистов НПО дает возможность:
1) осуществлять декомпозицию компетенций;
2) устанавливать причинно-следственные связи между компетенциями различных уровней;
3) проводить оценивание степени формирования компетенций.
Отличительной особенностью графической модели является то,
что на ней дополнительно указываются связи между узлами модели. Связи можно очень просто определить с помощью табл. 1.5,
предложенной для выявления иерархической зависимости всех элементов при оценке компетентности специалистов НПО, но делается
очень существенное дополнение: указывается не только наличие
или отсутствие связи, но и тип связи. В этом и заключается принципиальное отличие предлагаемой модели, построенной на основе
логики антонимов, от моделей других видов [35].
В соответствии с изложенными ранее аксиомами ЛА, существуют различные виды связей, представленные на рис. 1.10–1.12.
Графическое отображение связей γ и β приведено на рис. 1.10, там
же приведено их математическое описание в соответствии с аксиоматикой логики антонимов. На рис. 1.11 представлены более сложные варианты графических моделей, включающих в себя и весовые
32
C
γ
C ↔ A γB
(
)(
)
−H A
−H B
H [ C ] = − log2 1 − 1 − 2 [ ] 1 − 2 [ ] 


A
γ
B
C ↔ AβB
C
H [C ] = H [ A ] + H [ B]
β
β
A
B
Рис. 1.10. Построение графических моделей
для простейших связей
Z
A1
β
γ
A2
β
B2,1
B1,1
B1,2
α i,k
B3,2
ρi,k
γ
B2,2
A3
β
B3,1
Рис. 1.11. Графическая модель
для последовательно-параллельного соединения элементов
33
Z
β
β
γ
B1,1
γ
B1,2
A3
A2
A1
γ
γ
B2,1
B3,1
γ
γ
B2,2
B3,2
Рис. 1.12. Построение графической модели
для параллельно-последовательного случая
параллельно-последовательного соединения элементов
коэффициенты, сумма которых равна 1 и могут быть поставлены в
соответствие элементам моделируемой системы1.
Чтобы построить графическую модель объекта, необходимо
определить его поэлементный состав и виды взаимосвязей между
элементами. Для этого необходимо произвести условное разделение
объекта на составные части (не забывая при этом о системном подходе). Объект рассматривается как система, состоящая из ряда подсистем, которые в свою очередь состоят из модулей и т. д. (за основу будет приниматься, приведенная ниже таблица компетентности
специалистов НПО). Удобством предлагаемого метода моделирования является то, что вид модели конкретного объекта выбирается
различным в зависимости от целей моделирования, от имеющихся
исходных данных, от уровня качественного представления об объекте, от привычек и вкуса исследователя и т. д. В частности, разбиение может быть по блокам, по свойствам и т. д. Следует отметить,
что в некотором смысле рекомендации по выбору показателей дает
ГОСТ Р 52614.2-2006:
1
  Проблема ранжирования элементов модели по важности путем назначения
определенных весовых коэффициентов стоит и при использовании средневзвешенных оценок, пути ее решения обсуждаются и определяются в квалиметрии и здесь
не рассматриваются.
34
Входные данные для оценки результативности системы менеджмента качества должны быть получены на основе информации об
обучающихся и/или потребителях и могут, например, включать:
 сравнительный анализ обучения в данном образовательном учреждении и обучения в других образовательных учреждениях, например на основе бенчмаркинга;
 наблюдение за карьерным ростом специалистов НПО;
 предложения об улучшениях или изменениях.
Под элементом объекта понимается та его часть, дальнейшее разбиение которой не представляется целесообразным.
Состояние каждого элемента объекта характеризуется численно
показателями, которые могут быть получены по-разному. В частности, эти значения могут быть получены как результат измерений
с помощью экспертных оценок. Последнее обстоятельство делает
предлагаемый подход к моделированию социотехнических систем,
а также систем, которые трудно описываются с помощью формул,
графиков и т. д. Очевидно, что рассматриваемая в данной работе
задача полностью отвечает этим требованиям. По крайней мере,
многие компетенции специалистов НПО трудно оцениваются аналитически, требуется привлекать экспертов (преподавателей, экзаменаторов, членов аттестационной комиссии и т. д.), проводить
тестирование и т. д. Поэтому представляется, что в этом случае использование предложенного подхода целесообразно [68].
(
− log2 1 − 1 − 2
H[Z] =

−ρ1H[ A1]
)(1 − 2
−ρ2 H[ A 2]
)(1 − 2
−ρ3 H[ A 3]
H [ Ai ] = ρi,1 H  Bi,1  + ρi,2 H  Bi,2  

) (1...)
(1...)
Все полученные численные значения переводятся в относительные
единицы (безразмерные). Это могут быть баллы, проценты, любые положительные числа, определённые по соответствующим шкалам.
H [ Z ] = ρ1 H [ A1 ] + ρ2 H [ A2 ] + H [ A3 ]ρ3 . (
H [ Ai ] =
− log2 1 − 1 − 2

− pi,1H[ Bi,1]
)1 − 2
(1...)
− pi,2 H[ Bi,2] 

(1...)
Представленные в табл. 1.12 графическая модель элементов, блоков, подблоков и т. д. связываются между собой с помощью соответствующих операторов β и γ либо «тесно», либо «слабо». Кроме того,
возможно каждому из элементов графической модели поставить в
соответствии свой индивидуальный весовой коэффициент ρ.
35
1.5.2. Разработка математической модели
для оценки компетентности специалистов
Анализируя вышесказанное, были учтены все критерии, о которых говорилось ранее, и их взаимосвязи между собой для построения модели оценки компетентности специалистов НПО. В табл. 1.5
представлен пример фрагмента декомпозиции компетентности специалистов НПО по программе повышения квалификации, представленной в Приложении А с перечнем компетенций, структурированных по различным уровням иерархии. В соответствии с табл. 1.5
была выявлена зависимость ПК с модулями.
Требования, предъявляемые к ДПО при разработке и оформлении образовательного проекта, отличаются от формы и наполнения основной образовательной программы ВПО. Так как основной
контингент ДПО являются люди, имеющие как минимум среднее
профессиональное образование, соответственно те компетенции,
которые заложены при подготовке бакалавров, специалистов и магистров в ВПО, а именно общекультурные, общенаучные, естественнонаучные и т. д. не учитываются. Поэтому в данной методике будут учитываться только профессиональные компетенции (ПК), но
это не означает, что она не может быть внедрена при подготовке тех
же бакалавров, специалистов или магистров [63].
Таблица 1.5
Декомпозиция компетентности специалистов НПО
по программе повышения квалификации
ПК1
профессиональные
компетенции
Z
Компетентность
специалиста
НПО
36
М1
модули
М2
ПК2
М3
…
...
ПКn
профессиональные
компетенции
Мm
Р11
разделы
...
Р1n
Р21
…
Р2j
Р31
…
Р3k
…
Рm1
…
Рmn
При разработке образовательного проекта в рамках ДПО, ПК разрабатываются с привлечением профессорско-преподавательского состава, а так же с учетом принципов компетентностного подхода.
Также декомпозиция модели оценки компетентности специалистов НПО может быть представлена в виде следующего выражения:
{
} {
}
H[Z ] → {H[ÏÊi ]} → {H[Mi ]} → H[Pij ] → H[Tijl ] , (1.11)
где H[Z] – оценка компетентности специалистов НПО, H[ПКi] –
оценка профессиональных компетенций, H[Mi] – оценка модулей
программы, H[Pij] – оценка разделов модулей, H[Tijl] – оценка тем
разделов, где i ∈ {1m}, j ∈ {1n}, l ∈ {1r }.
В табл. 1.5 показаны те составляющие, которые будут учитываться при разработке структуры дисциплины. Нижний уровень иерархической модели компетенций, представленной в табл. 1.5, содержит
критерии Р11,... Р1n. На нижнем уровне модели находятся те критерии (разделы), которые можно «измерить», т. е. численные значения
которых можно определить и нет смысла делать их дальнейшее разделение. Отметим, что «измерение» критериев можно проводить различными способами: тестированием, проведением опроса, приемом
контрольной работы специалистов НПО и т. д. В таблице каждому
элементу модели соответствует свой весовой коэффициент, выбор которого производится с помощью экспертной комиссии и заказчиков.
В результате декомпозиции формируется граф-модель, фрагмент
которой представлен на рис. 1.13, которая получается из приведенной выше таблицы.
Таким образом, производится построение полной графической
модели, которая может быть использована для оценки компетентности специалистов НПО, фрагмент графической модели представлен на рис. 1.13.
При разработке модели на рис. 1.13 за основу была взята графическая модель представленная на рис. 1.10.
Уровень значимости заказчика учитывается только при нахождении H[Z]. Все предшествующие весовые коэффициенты, использованные для нахождения оценок модуля H[Mi] и профессиональной компетенции H[ПКi], определяются экспертным методом:
H [ Z ]=
c
∑ ρi ⋅ H [ÏÊi ], (1.12)
i =1
где H[Z] – оценка компетентности специалистов НПО в баллах; ρ –
уровень значимости заказчика; H[ПКi] – оценка сложных свойств
37
H [Z]
ρi
H[ПК1]
H[ПК4 ]
H[ПК2 ]
δi,k
H[L11]
H[L14]
H[L24]
H[M1]
H[P12]
H[L22]
H[M2 ]
H[P11]
H[P21]
α i,m
H[P22]
H[P23]
Рис. 1.13. Фрагмент графической модели оценки компетентности
специалистов НПО
обобщенного свойства качества; ПК1, ПК2,..., ПКi – сложные свойства обобщенного свойства качества.
H [ Mi ] =
n
∑ αim ⋅ H  Pij , (1.13)
i =1
H[Mi] – оценка модулей; H[Pij] – оценка разделов, соответствующих модулей; αim – весовые коэффициенты.
Выражение (1.15) для оценки [ПКi] с параллельной связью, (1.14)
для оценки [ПКi] с последовательной связью
H [ ÏÊi ] =
l
∑ δik ⋅ H [ Lik ], (1.15)
i =1
k =1

l

H[ÏÊi ] =
− log2  1 − ∏ 1 − 2−δik ⋅H [Lik ]
 i =1
 k=1

(
)






(1.16)
где αim, δik – весовые коэффициенты, H[Pij] – оценка разделов, соответствующих модулей; определяется суммарным значением оценок
тем Tijn по разделам:
38
m l
H  Pij  = ∑ ∑ H Tijl  (1.17)
=i 1=j 1
Оценка такого уровня рекомендуется для возможной коррекции
образовательного процесса за счет установления причинно-следственных связей между компетенциями и уровнем компетентности. Представленная модель комплексной оценки компетентности
специалистов НПО позволяет контролировать, управлять и корректировать процесс реализации программ повышения квалификации
в сфере ДПО.
Наиболее часто используемым в квалиметрии методом оценки качества (в нашем случае – уровня компетентности специалистов НПО)
в силу своей простоты является метод получения комплексной оценки (например, уровня компетентности специалистов НПО) путем последовательного выполнения перечисленных выше пп. 1–7, а инструментом расчета комплексного показателя качества Kk выбирается методика вычисления его средневзвешенного значения. При этом всем
единичным показателям качества (профессиональных компетенций
специалистов НПО) присваиваются свои весовые коэффициенты
Kk = ∑
aj bj
n
,
(1.18)
где aj – значение j-го единичного показателя (оценки j-й компетенции специалистов); bj – весовой коэффициента, присвоенный j-му
единичному показателю; n – число единичных показателей.
При всей очевидной простоте расчетов нельзя утверждать, что
комплексная оценка, полученная таким образом, адекватно отражает качество анализируемого объекта в силу следующих трех соображений:
1) Средневзвешенная (взвешенная среднеарифметическая) оценка имеет ненулевое значение даже в том случае, когда значение
только одного единичных показателей не равно 0. Иными словами,
все кроме одной компетенции ничтожны (их численные значения
близки или равны 0), а компетентность специалиста будет иметь не
нулевое значение. Наверное, нет оснований считать такое положение нормальным.
2) Отношения разных единичных показателей к комплексному
различны. В частности, могут быть такие единичные показатели,
значения которых очень сильно влияют на значение комплексного
вплоть до такого варианта, когда нулевое значение одного единич39
ного показателя обращает в нуль значение комплексного показателя. Иными словами, например, компетенция специалиста НПО в
области инноватики, характеризующая умение найти инвестиции
в инновационный проект, полностью отсутствует (значение этого
единичного показателя равно нулю), а оценка уровня его компетентности не равна нулю. Очевидно, что при такой ситуации нельзя
рассчитывать на такого специалиста как на возможного участника
инновационных процессов, в то время как модель оценивания дает
иной (не нулевой) результат.
3) Опыт практической деятельности и простые рассуждения показывают, что очень часто между отдельными единичными показателями существует связь, т. е. изменение значения одного показателя
приводят к изменению значения другого или нескольких других показателей. При применении средневзвешенного (взвешенного среднеарифметического) оценивания эта связь учтена не может [47].
4) Свободна от перечисленных выше в пп. 1–3 недостатков взвешенное среднегеометрическое, которое можно вычислить исходя из
соотношения:
=
K
n
n
∏ aj ⋅ bj
(1.19)
j =1
Взвешенное среднегеометрическое является весьма жесткой
оценкой. Достаточно одному из единичных показателей (оценок j-й)
компетенции специалиста НПО оказаться равной нулю, как комплексный показатель становится равным нулю.
1.5.3. Комплексная оценка обобщенного критерия
качества подготовки специалистов
На сегодняшний день заказчик желает видеть не просто удостоверение, полученное его сотрудником на пройденных курсах повышения квалификации. Для него важно понимать, какие новые профессиональные знания и навыки его сотрудник приобрел, в какой
степени он усвоил этот материал, а так же какие новые профессиональные компетенции приобрел.
Из математического анализа была выбрана методика решения задачи оценки компетентности с использованием математического аппарата логики антонимов. Данный метод позволит наиболее адекватно оценить и проанализировать полученные знания специалистами
НПО. На базе представленных графических моделей на рис. 1.10, 1.11
40
и 1.12 была построена модель оценки компетентности специалистов
НПО при подготовке по программам повышения квалификации в системе ДПО, фрагмент которой представлен на рис. 1.13.
Для комплексной оценки качества, а именно разработки математической модели оценки обобщенного критерия качества подготовки специалистов НПО по программам повышения квалификации в
системе ДПО, необходимо свести воедино оценки простых и сложных свойств, находящихся на всех уровнях иерархии. На данный
момент, обобщенный критерий качества подготовки специалистов
НПО находится как некоторая среднеарифметическая величина из
показателей отдельных свойств. Широкое признание имеют оценки качества, полученные с помощью средней арифметической и
средней геометрической. Вопрос выбора средней требует глубокого
анализа, так как исследователей интересует не только нахождение
лучшего значения, но и определение того, насколько найденное значение лучше (хуже) сравниваемого.
В табл. 1.6 представлена математическая модель для определения значения обобщенного критерия качества подготовки специалистов НПО.
Данная модель (табл. 1.6) позволяет определить обобщенный
критерий качества подготовки специалистов НПО, а так же проанализировать динамику усвоения учебного материала.
Таблица 1.6
Математическая модель оценки обобщенного критерия
Q
=
n
∑ ji Ki
i =1
Методы, используемые для оценки обобщенного критерия
Логика антонимов
Экспертный метод «Дельфи» (метод комиссий)
Tijl



 Pij = H Tijl 


 Mi = H Pij 
K1 = 

Lik = H ( Mi ) 


 ÏÊi = H ( Lik ) 
 Z = H ( ÏÊ ) 
i


( )
( )
 R1 
 
K2′ =  
 Ri 
K2 = f (K2′ )
n
∑ Ri ⋅ gi
K2 = i =1
n
 D1 
 
K3′ =  
 Dj 
 
K3 = f (K3′ )
n
∑ Dj ⋅ ωi
K3 = i =1
m
gi, ωi – весовые коэффициенты i – экспертов
41
Система оценки качества учебной работы слушателей по каждому
из модулей изучаемой дисциплины в семестре, а также во время экзаменационной сессии позволит усилить контроль качества их знаний.
Эффективность внедрения модульно-рейтинговой системы повышается благодаря применению автоматизированной компьютерной
подсистемы, обеспечивающей сбор и обработку информации, поступающей с институтов, факультетов и кафедр, а также компьютерного тестирования по дисциплинам.
Программы повышения квалификации в рамках ДПО также
имеет требования минимума содержания учебно-тематического
плана программы, который укладывается в модуль, разделы этого
модуля и темы разделов. В связи с этим, с целью оценки качества
подготовки специалистов НПО используются элементы имеющейся модульно-рейтинговой системы, которая существенно упрощает
перевод оценки по шкале, предусмотренной действующими государственными нормативными актами (табл. 1.7) [48].
Все преподаваемые образовательные дисциплине по итоговой
оценке знаний делятся на следующие категории:
– раздел заканчивается сдачей итоговой работы, за которую начисляются баллы;
– раздел заканчивается рядом выполненных работ в процессе обучения, по которым выставляется суммарный бал;
– раздел заканчивается прохождением тестирования по пройденному материалу, за который начисляются баллы.
Безупречное усвоение каждого изучаемого специалистом НПО
раздела по модулю, оценивается в 100 рейтинговых баллов («100%
успеха»). Эти баллы могут распределяться по всем видам занятий,
предусмотренным в данном разделе по модулю в соответствии с
учебно-тематическим планом.
По полученным результатам можно произвести оценку компетентности с помощью модели реализации программ повышения
Таблица 1.7
100-бальная шкала перевода оценки
42
Значение показателя качества подготовки
специалистов НПО
Оценка по пятибалльной шкале
85–100
70–84
55–69
0–54
«Отлично»
«Хорошо»
«Удовлетворительно»
«Неудовлетворительно»
квалификации в системе ДПО. Анализ данной оценки производился с помощью модульно-рейтинговой системы по 100 бальной шкале. Сама оценка компетентности специалистов НПО – Н[Z] анализируется по интервальной шкале следующим образом:
–  55 ≤ H [ Z ] ≤ 69 – удовлетворительно;
–  70 ≤ H [ Z ] ≤ 84 – хорошо;
–  85 ≤ H [ Z ] ≤ 100 – отлично.
Оценку Н[Z] параллельно можно оценить с запланированной
(так называемой базовой) оценкой компетентности по данной программе повышения квалификации в рамках ДПО Н[Zб]. Поэтому
Н[Zб] можно оценить аналогичным образом, как и Н[Z]:
–  55 ≤ H [ Zá ] ≤ 69 – удовлетворительно;
–  70 ≤ H [ Zá ] ≤ 84 – хорошо;
–  85 ≤ H [ Zá ] ≤ 100 – отлично.
Проведение анализа уровня усвояемости специалистами НПО
профессиональных компетенций по двум оценкам является недостаточно полной для представления полного понимания о приобретенных навыках профессиональными кадрами. Необходимо более
подробное заключение. Анализ такого плана можно осуществить с
помощью имеющихся оценок по профессиональным компетенциям – Н[ПКi], аналогично представленному анализу оценки Н[Z]:
–  55 ≤ ÏÊi ≤ 69 – удовлетворительно;
–  70 ≤ ÏÊi ≤ 84 – хорошо;
–  85 ≤ ÏÊi ≤ 100 – отлично.
Каждая профессиональная компетенция наделена своей содержательной частью. Соответственно, в случае анализа полученных оценок
Н[ПКi], можно оценить и охарактеризовать их таким образом, что данная методика оценки позволит заказчику наиболее рационально принять решение относительно дальнейшей трудовой деятельности своего
сотрудника. Данный вид методики представлен ниже в табл. 1.8.
Оценка такого уровня, позволит наиболее полно проанализировать полученные навыки специалистами НПО при подготовке
по программам повышения квалификации в системе ДПО. На базе
данного анализа можно предложить сформировать специальную
форму выпускной характеристики специалиста НПО по программе повышения квалификации с анализом полученных профессиональных навыков, которая будет актуальна для заказчика.
Учитывая вышеуказанные мероприятия для комплексной оценки качества подготовки специалистов НПО по программам повышения квалификации, была предложена методика в виде блок-схемы с
43
Таблица 1.8
Методика анализа оценок Н[ПКi]
ПК
ПК1
ПК2
ПК3
ПК4
…
ПКi
Полученная
оценка
H[ПК]
Оценка
в заданных интервалах
Xmin ≤ H [ ÏÊi ] ≤ Xmax
Оценка
в установленном интервале
55 ≤ ÏÊ1 ≤ 69
«удовлетворительно»
70 ≤ ÏÊ1 ≤ 84
«хорошо»
85 ≤ ÏÊ1 ≤ 100
«отлично»
55 ≤ ÏÊ2 ≤ 69
«удовлетворительно»
70 ≤ ÏÊ2 ≤ 84
«хорошо»
85 ≤ ÏÊ2 ≤ 100
«отлично»
55 ≤ ÏÊ3 ≤ 69
«удовлетворительно»
70 ≤ ÏÊ3 ≤ 84
«хорошо»
85 ≤ ÏÊ3 ≤ 100
«отлично»
55 ≤ ÏÊ4 ≤ 69
«удовлетворительно»
70 ≤ ÏÊ4 ≤ 84
«хорошо»
85 ≤ ÏÊ4 ≤ 100
«отлично»
…
…
…
55 ≤ ÏÊi ≤ 69
…
…
…
«удовлетворительно»
70 ≤ ÏÊi ≤ 84
«хорошо»
85 ≤ ÏÊi ≤ 100
«отлично»
Характеристика
ПК, полученной
специалистами
НПО
целью унификации последовательности реализации образовательных проектов в рамках ДПО, представленная на рис. 1.14.
Данная методика, описанная с помощью блок-схемы (рис. 1.14),
позволит осуществлять контроль качества подготовки специалистов
НПО на базе курсов повышения квалификации, адекватно оценивать
44
Заказчик 1
Заказчик N
…
Образовательное учреждение
ДПО
Нет
Анализ
требований
Да
Риск – менеджмент проектов
Формирование программы
Тестирование потенциальных специалистов
НПО в on-line режиме
Анализ полученных результатов
Подготовка учебного материала
и планирование занятий
Подготовка
Подведение итогов,
составление резюме
Промежуточная оценка
Оценка компетентности
специалистов НПО
55<
55 ≥
Мониторинг
и постоянное
совершенствования
Комплексная
оценка Q
Рис. 1.14. Блок-схема методики
их результаты обучения и производить корректирующие и предупреждающие действия, с целью улучшения процесса их подготовки, удовлетворенности потребностей потребителей и требований заказчиков.
Таким образом, представленные в учебном пособии модель оценки компетентности специалистов НПО в процессе реализации программ повышения квалификации в системе ДПО, методика оценки
качества подготовки специалистов НПО и математическая модель
процесса комплексной оценки уровня подготовки специалистов создали необходимые условия для последующей стандартизации процессов оценки качества подготовки специалистов НПО.
45
Вопросы по разделу 1
1. Поясните определение термина качество.
2. Поясните определение термина Процесс.
3. Поясните определение термина Процессный подход.
4. Поясните определение термина Вариабельность.
5. Поясните определение термина Организация.
6. Основные факторы успешного проекта.
7. Перечислите основные виды работ в образовательной деятельности.
8. Поясните определение термина портфель проектов.
9. Поясните определение термина система.
10. Поясните определение термина жизненный цикл образовательной услуги.
11. Матрица корреляционной зависимости, основные функции,
назначение.
12. Поясните определение термина компетенции.
13. Поясните определение термина компетентность.
14. Поясните определение термина проект.
15. Виды проектов.
16. Поясните определение термина стандарт.
17. Виды стандартов.
18. Перечислите основные характерные признаки проекта.
19. Основные характерные признаки проекта,.
20. Поясните термин карта процессов.
21. Что такое управляющие воздействия.
22. Что такое корректирующие воздействия.
23. Корректировка это?
24. Дайте определение терминам: оценка, оценивание..
25. Структура обобщенного критерия оценки качества подготовки специалистов.
26. Перечень критериев для оценивания качества подготовки
специалистов.
27. Виды оценки качества подготовки специалистов.
28. Основные эталоны для измерения уровня качества подготовки специалистов.
29. Структура математической модели оценки обобщенного критерия.
30. Схема проведения оценки.
46
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ В ПРОЦЕССЕ
ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В ПРИБОРОСТРОЕНИИ
2.1. Технологические инновации
в современном радиоэлектронном производстве
В современных условиях глобализации, динамичного развития
производственных сил и ведения конкурентной борьбы вопросы повышения качества продукции за счет применения технологических
новшеств становятся приоритетными в высокотехнологичных отраслях производства, в том числе и в электронной промышленности.
Современный процесс изменений социально-общественной жизни, связанный с глобализацией мировой экономики и внедрением
новых технологий, необходимостью повышения качества продукции в условиях конкурентной борьбы сопровождается радикальной
переоценкой ценностей и стремлением сформировать новые действенные парадигмы развития, соединяющие все полезное и хорошо зарекомендовавшее себя из предыдущего опыта с новыми знаниями и технологиями – инновациями.
Для поддержания высокого уровня конкурентоспособности
предприятия необходим постоянный мониторинг современного
развития технологий и оборудования для производства электронных изделий. Залогом успешного функционирования предприятия
выступает активная инновационная деятельность предприятия,
позволяющая добиться высоких результатов в условиях жесткой
конкурентной борьбы [20]. Особенно актуально это в современных
условиях импортозамещения.
При этом инновационный процесс, включающий создание, распространение и потребление научно-технических, производственных, организационных, управленческих и других новшеств является основным содержанием развития как общества и экономики в
целом, так и отдельных отраслей промышленности и предприятий.
Современному обществу необходимо ориентироваться на инновационный тип развития, под которым следует понимать направленность на изменения, сознательное и целенаправленное совершенствование различных сфер деятельности человека и общества.
Инновационные подходы по развитию экономики нашли отражение в ряде нормативно-законодательных актов Российской Федерации. Роль государства при этом не ограничивается традиционными рамками поддержки фундаментальной науки и целевых
47
исследований, а напрямую ориентирована на обеспечение экономического роста и конкурентоспособности национальной экономики, в том числе и в отдельных отраслях производства. В целях
развития отечественной электронной промышленности в России
реализуется соответствующая государственная программа – «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013–
2025 годы» [20].
В настоящие время бурное развитие новых технологий и инноваций заставляет отечественных производителей постоянно следить
за изменениями, происходящими в различных областях науки и
техники. Для эффективного функционирования любого предприятия необходимы постоянный поиск и разработка нововведений,
способных оптимизировать и поднять на более высокий уровень
процессы производства предприятия.
Ярким примером быстроразвивающейся отрасли служит производство электроники в России. Накопленный опыт отечественных
производителей электроники позволяет утверждать, что данная область постоянно прогрессирует: разрабатываются новые эффективные технологии, совершенствуется материально-техническая база,
ведётся поиск инноваций, вследствие чего повышается качество выпускаемой продукции.
В электронной промышленности качественные параметры производства и выпускаемых изделий имеют приоритетное значение,
во многом определяя возможности предприятия по реализации
произведенной продукции. Поэтому именно в электронике ярко
проявляется направленность инноваций на использование высоких
технологий для повышения качественных параметров изделий.
Необходимость внедрения инноваций наиболее остро ощущают предприятия, созданные на территории России в современных
рыночных условиях. Эти предприятия отличаются высоким технологическим уровнем производства и стремлением к постоянному
контролю и улучшению качества выпускаемой продукции. Основной целью таких предприятий является получение прибыли, но для
этого необходимо в процессе своей деятельности решить ряд сложных задач, таких как:
– обеспечение предприятия высококвалифицированными кадрами;
– внедрение действенной системы менеджмента качества;
– проведение маркетинговых исследований;
– внедрение в производство технических инноваций;
– обновление материально-технической базы.
48
В настоящее время подобный тип предприятий уже доказал свою
состоятельность и конкурентоспособность на внутреннем рынке и
стремится к выходу на новые рынки сбыта, в том числе и европейские. Но высокие требования к организации производства и качеству продукции вынуждают производителей идти в ногу со временем, постоянно совершенствуя материально-техническую базу и
непосредственно сам производственный процесс.
Изучение вопросов внедрения инновационных подходов в реальное производство в электронной промышленности затруднено
закрытостью данной области знаний ввиду существующих ограничений, связанных с сохранением коммерческой тайны и необходимостью соблюдения экономических интересов организации.
В современных условиях успешное функционирование промышленного предприятия обусловливается активной инновационной
деятельностью. Это обосновывает важность разработки формализованных методов управления предприятием на основе внедрения
технологических инноваций.
Несмотря на устойчивый рост промышленного производства электроники, в данной области наблюдается низкий уровень общей материально-технической базы, что представляет серьезную проблему
для большинства промышленных предприятий. Как правило, реализуемые технологические инновации направлены на приобретение
современных технологий и оборудования у зарубежных компаний,
что затрудняет переход от сырьевой к инновационной модели развития предприятия. Кроме этого, наличие в отрасли государственных
компаний снижает эффективность использования инновационного
потенциала российской промышленности из-за отсутствия мотивации к производственному росту, обновлению материально-технической базы и совершенствованию технологических процессов [51].
Наличие высокого уровня научно-технического потенциала и
низкий уровень материально-технической базы предприятий в
данной отрасли подтверждает актуальность проблемы повышения
эффективности управленческой деятельности на основе внедрения
технологических инноваций.
2.2. Исследование влияния технологических инноваций
на процессы производства печатных плат
Успешное функционирование предприятия заключается в постоянном совершенствовании его деятельности, возможности быстро реагировать на изменение рынка, профессиональном кадровом
49
составе и стремлении руководства к обеспечению качества выпускаемой продукции. Но повышенная конкуренция на таком сегменте
рынка как промышленная электроника заставляет искать новые
пути достижения конкурентных преимуществ за счет внедрения
технологических инноваций.
На данный момент существует огромное количество различных
методов управления, направленных на удовлетворение запросов
клиентов через обеспечение качества продукции и повышении конкурентоспособности предприятия в условиях глобального рынка.
В большинстве своем эти методы основаны на методе непрерывного
повышения качества всех организационных процессов (англ. Total
Quality Management, TQM), изложенном в международных стандартах ИСО, среди которых наибольше приближена к методу TQM
редакция стандарта ГОСТ Р ИСО 9000 – 2015 [52].
В соответствии с требованиями TQM, предприятия, выполняющие непосредственно производство продукции, должны обеспечивать необходимые требования для поддержания высокого качества
производимых товаров, а так же удовлетворения потребностей заказчика. Это вынуждает руководителей предприятий постоянно совершенствовать и оптимизировать производство на всех его этапах,
внедрять более эффективные технологии, поддерживать высокий
уровень квалификации персонала, контролировать качество выпускаемой продукции.
В современных условиях обеспечение качества продукции, рост
результативности процессов производства и как следствие повышение конкурентоспособности можно достичь преимущественно за
счет развития инновационных процессов, получающих конечное выражение в новых технологиях, новых видах конкурентоспособной
продукции [5]. Постоянное обновление техники и технологий делает
инновационный процесс основным условием производства конкурентоспособной продукции, завоевания и сохранения позиций предприятий на рынке и повышения производительности предприятия.
Австрийский экономист Й. Шумпетер является основоположником теории инноваций. Он рассматривал инновацию (техническую) как средство предпринимателя для получения прибыли [23].
В соответствии с международными стандартами инновация определяется как конечный результат инновационной деятельности,
получивший воплощение в виде нового или усовершенствованного
продукта, внедренного на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности.
50
Из существующих инноваций, для развития контрактного производства электроники наиболее интересными представляются следующие типы инноваций [99]:
– модифицирующие (инкрементальные) инновации – ведут к
незначительным улучшениям в областях конечного продукта, процессов, процедур, жизненного цикла. Позволяют добиться немного
лучших результатов за счет небольших финансовых и временных
ресурсов;
– улучшающие (дистинктивные) инновации – обеспечивают значительные преимущества и улучшения, но не базируются на принципиально новых технологиях и подходах;
– прорывные инновации – базируются на фундаментально новых технологиях и подходах. Позволяют выполнять ранее недоступные функции или известные функции, но новым способом, резко превосходящим старый;
– интегрирующие инновации – используют комбинацию первых
трех классов инноваций. Интегрирующие инновации обеспечивают
реализацию заключительного этапа инновационного процесса: реализацию «под ключ» пользующихся спросом на рынке наукоемких
сложных товаро- и услугообразующих систем за счет оптимальной
интеграции уже проверенных практикой научно-технических достижений (знаний, технологий, оборудования и др.).
Современной тенденцией развития общества в целом и производственного процесса в частности, выступает инновационная деятельность, связанная с созданием инноваций и применением их
как инструмента обеспечения качества выпускаемой продукции и
деятельного развития предприятия.
Развитие любой отрасли сопровождается применением различного
рода инноваций, тем более такой высокотехнологичной как производство электроники. На сегодняшний день высокий технический уровень отрасли достигнут благодаря внедрению инноваций и новых технологий автоматизированного монтажа печатных плат SMT и THT.
Рост требований к электронной аппаратуре неизменно ведет к
совершенствованию производственных процессов её изготовления.
Производство электроники условно можно разделить на несколько достаточно независимых процессов: производство электронных
chip-компонентов, изготовление печатных плат, монтаж компонентов на печатные платы, сборка изделия и инсталляция программного обеспечения.
Из перечисленных процессов наиболее важным в обеспечении
качества конечного изделия и технически сложным в реализации,
51
требующим больших капитальных затрат является монтаж компонентов на печатные платы. Именно этот процесс обеспечивает необходимые конечному производственному продукту качественные характеристики, которые в итоге обеспечивают надежность, высокую
производительность и функциональность изделия. Поэтому так важно обеспечение качества продукции на данном этапе производства.
Стремление соответствовать передовым стандартам и нормам
является одной из приоритетных задач любого предприятия. В области электроники одним из основных инструментов в области обеКонечное изделие
Ремонт
IPC-7711/21
Требования по монтажу
и креплению кабелей, проводов
и шлейфов IPC-A-620
Паяемость
J-STD-002
J-STD-003
BGA, CSP, HDI
Flip chip
J-STD-002
J-STD-002
J-STD-002
IPC-7095
Критерии качества электронных
сборок IPC-A-610
Руководство
по разработке
трафаретов
IPC-7525
Компоненты
J-STD-002
J-STD-002
Требования к пайке
электронных сборок J-STD-001
Материалы
для сборки
J-STD-004
J-STD-005
IPC-HDBK-005
J-STD-006
IPC-SM-817
IPC-CC-830
HDBK-830
Оценка параметров печатных плат
IPC-6011, 6012, 6013
Паяльная маска
IPC-SM-840
Базовые материалы
для печатных плат
IPC-4101, 4203&4104
Медная фольга
IPC-4562
Критерии качества
печатных плат IPC-A-600
Разработка электрических схем
и САПР
Серия IPC-2220 + 7351
Рис. 2.1. Классификация стандартов IPC
52
Методики
испытаний
IPC-TM-650
IPC-TR-585
IPC-9691
Обработка
поверхностей
IPC-4552
IPC-4553
IPC-4554
спечения качества электронных изделий являются стандарты международной ассоциации производителей электроники (IPC). В них
дана информация по основным этапам производства электроники
(рис. 2.1), таким как [60]:
– проектирование и топология контактных площадок (IPC2220÷7351);
– приемка печатных плат (IPC-А-600);
– пайка электронных сборок (J-STD-001);
– приемка электронных сборок (IPC-A-610);
– монтаж и крепление кабелей, проводов и шлейфов (IPC-A-620);
– стандартизация и сертификация оборудования и т. д.
В стандартах IPC скоплен огромный опыт передовых производителей электроники практически по каждому этапу производства электронных изделий, они востребованы по всему миру и считаются наиболее авторитетными изданиями для производителей электронной
промышленности. Соблюдение требований и рекомендаций стандартов IPC при организации и управлении промышленным предприятием по производству электроники позволит обеспечить эффективность
производственных процессов и качество выпускаемой продукции.
Одним из основополагающих документов в области поверхностного монтажа является стандарт IPC-9850 (IPC-9850A) «Оценка оборудования для установки компонентов поверхностного монтажа» [45],
с помощью которого можно определить наиболее важные параметры
оборудования, такие как точность и производительность установки
компонентов. Это во многом упрощает выбор технологического оборудования для конкретных условий производства, при соблюдении
оптимального соотношения «производительность-качество».
2.3. Предпосылки совершенствования технологических процессов
производства электроники и приборов
Объективными предпосылками совершенствования производственных процессов производства электроники является постоянный рост сложности конструкций радиоэлектронной аппаратуры
(РЭА), с одновременным повышением требований к качеству работы. Усложнение конструкции связано с увеличением выполняемых
функций и, как следствие, возрастанием числа элементов различного типа, что ведёт к удорожанию процесса изготовления компонентов РЭА. Возникающие проблемы обусловливает актуальность
разработки моделей и методик оценки эффективности внедрения
технологических инноваций.
53
В то же время возникает проблема количественной оценки деятельности предприятия, которая позволила бы упорядочить информацию о реальном состоянии производства, обнаружить недостатки
действующей производственной системы, а также найти пути совершенствования производственного процесса.
Одним из основных этапов контрактного производства РЭА является процесс монтажа печатных плат, от качества выполнения
которого зависит обеспечение высоких требований к эксплуатационным характеристикам.
Стандарт IPC-A-610C описывает критерии качества для трех
классов электронной продукции: бытовая электроника, промышленная электроника и спецтехника. Данный стандарт содержит такие разделы как:
– механическая сборка (крепление крупногабаритных компонентов, крепление кабелей, крепление разъемов, крепление компонентов на теплоотводы);
– установка и ориентация компонентов (с аксиальными и радиальными вывода ми, DIP корпусов, формовка выводов, повреждения компонентов);
– пайка волной (критерии качества и дефекты);
– качество отмывки печатных узлов;
– влагозащитные покрытия и паяльные маски;
– поверхностный монтаж (критерии качества и дефекты паяных
соединений с применением компонентов поверхностного монтажа)
и т. д.
Жесткость требований, по которым проводится оценка пригодности электронного блока к дальнейшему использованию, определяется сферой применения конечного продукта. Выделяется три
класса готовых изделий, в соответствии с ними определяются приемлемые и неприемлемые характеристики электронных блоков.
Класс 1. Изделия, к которым не предъявляются высокие требования по надежности, это бытовая электроника, приборы, в которых допустимы косметические дефекты. Основная цель – принципиальная функциональность электронного блока.
Класс 2. Изделия с повышенными требованиями к надежности.
К их числу относятся средства систем связи и управления и другие
устройства, функционирование которых должно быть обеспечено в
течение длительного срока, однако выход из строя не является критическим. Допустимы небольшие косметические дефекты.
Класс 2. Изделия с максимальными требованиями к надежности. Это оборудование, которое должно функционировать при лю54
бых обстоятельствах. Сюда входят системы поддержания жизнедеятельности, системы управления полетом и т. д. Недопустимы любые отклонения от предполагаемых характеристик, влияющие на
функциональность и надежность устройства.
Отличия класса 1 и класса 2 в основном заключаются в допустимом количестве и виде косметических дефектов. Часть параметров,
которые не являются критичными (и не контролируются) в классе 1,
оговариваются в классе 2. Класс 3 предъявляет существенно более
строгие требования к качеству электронного блока, чем классы 1 и 2.
Так, рассматривая установку компонентов (общие требования)
для классов 1, 2 и 3 неприемлемым является:
– неустановка компонентов или установка компонентов на неправильные посадочные места;
– несоблюдение полярности у полярных компонентов;
– несоблюдение схемы подключения многовыводных компонентов.
Допускается, для классов 1, 2 и 3, установка неполярных компонентов с разной ориентацией (т. е. маркировка неполярных компонентов может читаться в любую сторону).
Выполнение требований стандарта IPC-A-610C позволяет обеспечить высокое качество производимой продукции, на базе использования известных технологий сборки и монтажа электронных изделий.
2.4. Формализация процессов производства
на примере процесса монтажа печатных плат
Для контрактного производства электроники наиболее важным
и технически сложным процессом является процесс монтажа печатных плат. Рассмотрим на его примере формализацию процессов производства и вычисление локальных критериев. Подробный
анализ монтажа печатных плат позволил определить комплексные
показатели для локального критерия минимизации длительности
производственного цикла монтажа ПП. Процесс монтажа печатных
плат состоит из нескольких операций (P1–P5):
– входной контроль заготовок печатных плат (P1);
– нанесение паяльной пасты (P2);
– установка чип-компонентов (P3);
– групповая пайка (P4);
– контроль качества монтажа (P5);
В профессиональной деятельности определение критерия, как
правило, происходит исходя из конкретных условий производства
55
и накопленного за долгое время опыта. Критерий должен быть всесторонним и поддаваться количественной оценке, в этом случае он
будет полностью отражать действительное состояние изучаемой модели, и лицо, принимающее решение, сможет им воспользоваться.
Во многом на определение критерия влияет цель исследования,
если целью будет является увеличение производительности, то вытекающий из цели критерия – мощность имеющегося оборудования. В данной работе рассматривается вопрос о повышении конкурентоспособности продукции на базе внедрения технологических
инноваций, поэтому логично предложить в качестве основного критерия критерий эффективности внедрения технологических инноваций, который будет определяться рядом локальных критериев.
При определении критерия важным моментом является полнота
охвата выбранного критерия, т. е. необходимо чтобы критерий был
способен показать степень достижения главной цели. В связи с этим
предложенный критерий эффективности внедрения технологической инновации (Kобобщ) был представлен в виде свертки локальных
критериев:
– локальный критерий минимизации длительности производственного цикла монтажа ПП (KМ);
– локальный критерий дефектов (KД);
– локальный критерий качества изготовления продукции (KИ);
– локальный критерий экономической эффективности (KЭ);
– локальный критерий подготовки персонала (KП);
– локальный критерий автоматизации (KА).
Для каждого из указанных локальных критериев были определены комплексные показатели, представленные в табл. 2.1.
Для количественной оценки локальных критериев необходимо
разработать математическую модель оценки эффективности внедрения технологических инноваций для процессов монтажа печатных
плат на основе идентификации составляющих локальных критериев. Это позволит оценить эффективность функционирования всей
технологической системы. Математическое выражение обобщенного критерия эффективности будет иметь вид:
n
Kîáîáù = ∑ Këîêi , (2.1)
i =1
где Kобобщ – значение обобщенного показателя эффективности внедрения технологических инноваций; Kлокi – относительное значение i-го показателя; n – количество локальных показателей.
56
57
Механические
дефекты
Дефекты
материала ПП
Дефект
расположение
компонента
в пространстве
(наличие/
отсутствие
компонентов,
полярность
компонентов,
эффект
«надгробного
камня»)
Время контроля
заготовок печатных
плат
Время нанесения
паяльной пасты
Время установки
chip-компонентов
Время контроля
готовой печатной
платы
Время пайки в печи
Локальный
критерий
дефектов
Локальный критерий
минимизации
длительности
производственного
цикла монтажа ПП
Степень
однородности
прогрева паяного
соединения
Точность
нанесения
паяльной пасты
Степень
заполнение
ячейки трафарета
паяльной пастой
Точность
установки
компонентов на
ПП
Прочность
соединения
Локальный
критерий качества
изготовления
продукции
Рентабельность
производства
Интенсивность
использования
оборудование
Трудоемкость
Прибыль
Локальный
критерий
экономической
эффективности
Локальный
критерий
подготовки
персонала
Мотивация
Практические
навыки
Теоретическая
подготовка
Локальные критерии и единичные показатели
для автоматического монтажа печатных плат.
Уровень
автоматизации
производства
продукции
Количество
сотрудников,
занятых
в процессе
производства
Время
наладки
оборудования
на новую
партию
изделий
Локальный
критерий
автоматизации
Таблица 2.1
Входной контроль заготовок (P1) печатных плат необходим для
определения различных дефектов, а так же пригодности плат для
загрузки в автоматическую линию. В процессе входного контроля
заготовок печатных плат происходит приёмка заготовок по набору
параметров, рассмотренных в табл. 2.2.
Операция входного контроля обеспечивает соответствие заготовок и полуфабрикатов нормативным и техническим документам
для дальнейшего использования их в производстве. При выполнеТаблица 2.2
Параметры печатной платы на операции входного контроля
Входные параметры
Методы приёмки
Наличие механиВизуальный контроль
ческих дефектов и
дефектов изготовления
ПП (выбоины, ореолы,
заусенцы и т. д.)
Плоскостность (изгиб
Измерение плоскости кручение)
ности, (IPC-TM-650,
по методу 2.4.22 [11])
Размеры (длина,
ширина, диагональ)
Измерение размеров
Температура
стеклования
Дифференциальная
сканирующая калориметрия (DSC);
Термомеханический
анализ (TMA);
Динамомеханический
анализ (DMA)
Метод полоскового резонатора (IPC-TM-650
2.5.5.5)
Метод длинных полосковых линий (LSL),
IPC-TM-650 2.5.5.5.1
Метод полного резонанса (FSR), IPCTM-650 2.5.5.6
Диэлектрическая
постоянная
58
Выходные параметры
Внешний вид ПП (ПП
должна соответствовать требованиям
IPC-A-600G [26] и IPCA-610D [10])
Значение изгиба и
скручивания не должно превышать 0,75%,
согласно IPC-2221A
[12]
Точность размера ПП
(допуск на размер ПП
+/-0,4 согласно IPC2221A)
Температура стеклования материала ПП
(должна соответствовать требованиям заказчика (~140-280°C))
Диэлектрическая постоянная материала
ПП (должна соответствовать требованиям
заказчика (~3.5-4.7))
нии операции входного контроля используются следующее виды
оборудования (табл. 2.3):
На данном этапе стоит задача сокращения времени контроля печатной платы, для количественной оценки внедрения инновации необходимо определить показатели и их математическое выражение:
 KÌ1ïðèì 
=
KÌ1 
 ⋅ ÌKì1,  KÌ1èííîâ 
(2.2)
где KM1 – показатель времени контроля заготовок печатных плат;
KM1 прим – количественное значение показателя до внедрения инновации; KM1иннов – количественное значение показателя после внедрения инновации; MKм1 – весовой коэффициент показателя.
После операции входного контроля на печатную плату наносится паяльная паста. Нанесение пасты осуществляется с помощью автоматического принтера трафаретной печати. Печатная плата автоматически позиционируется при помощи видеосистемы, после чего
происходит позиционирование трафарета и его совмещение с печатной платой. Нанесение паяльной пасты происходит под действием
Таблица 2.3
Виды оборудования для операции входного контроля
Методы приёмки
Оборудование
Визуальный контроль
– контрольный стол;
– увеличительное стекло
Измерение плоскостности, (IPC– контрольный стол;
TM-650, по методу 2.4.22)
– микрометр
Измерение размеров
– контрольный стол;
– линейка;
– микрометр
Дифференциальная сканирующая – дифференциальный сканируюкалориметрия (DSC);
щий калориметр;
Термомеханический анализ (TMA); – термомеханический анализатор;
Динамомеханический анализ
– прибор динамомеханического
(DMA)
анализа
Метод полоскового резонатора (IPC- – прибор измерения диэлектричеTM-650 2.5.5.5)
ской постоянной
Метод длинных полосковых линий
(LSL), IPC-TM-650 2.5.5.5.1
Метод полного резонанса (FSR),
IPC-TM-650 2.5.5.6
59
ракеля, который распределяет пасту по всем ячейкам трафарета,
затем трафарет отрывается от печатной платы и она транспортируется на операцию установки компонентов. Сокращение времени
нанесения паяльной пасты в процессе изготовления достигается за
счет увеличения скорости вертикального перемещения трафарета и
скорости перемещения ракеля. Более подробно параметры, влияющие на процесс пайки, рассмотрены в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Параметры процесса нанесения паяльной пасты
Годная ПП
Входные параметры:
Внешний вид ПП (ПП
должна соответствовать требованиям IPCA-600G и IPC-A-610D)
Значение изгиба и
скручивания не должно превышать 0,75%,
согласно IPC-2221A
(в зависимости от
оборудования может
меняться)
Точность размера ПП
(допуск на размер ПП
+/-0,4 согласно IPC2221A)
Температура стеклования материала ПП
(должна соответствовать требованиям заказчика (~140-280°C))
Диэлектрическая постоянная материала
ПП (должна соответствовать требованиям
заказчика (~3.5-4.7°C))
60
Нанесение паяльной
пасты
Годная ПП с нанесённой
паяльной пастой
Процессы:
Позиционирование ПП
(выполняется автоматически с помощью
видеосистемы)
Позиционирование
трафарета над ПП
(выполняется автоматически с помощью
видеосистемы)
Выходные параметры
Повторяемость совмещения
Нанесение паяльной пасты (скорость
перемещения ракеля
и давление ракеля для
заполнение ячеек паяльной пастой регулируются)
Отрыв трафарета от
ПП (скорость отрыва
трафарета от ПП регулируется)
Устойчивость формы
нанесённой паяльной
пасты (нанесённая
паяльная паста должна
иметь правильные геометрические формы (не
расплываться по ПП
Заполнение ячейки
трафарета паяльной
пастой (не должно
быть внутренних
дефектов (пузырей,
раковин и т. п.))
Скорость выполнения
операции нанесения
паяльной пасты
Точность нанесения
(паяльная паста должна находиться строго
на площадках ПП)
На данной операции используются принтеры трафаретной печати (рис. 2.2), основными параметрами которых являются:
– возможность быстрой переналадки на новый тип изделий;
– повторяемость совмещения при 6 сигма;
– точность нанесения материала при 6 сигма.
В общем виде количественная оценка показателя минимизации
времени нанесения паяльной пасты будет иметь вид:
 KÌ2ïðèì 
=
KÌ2 
 ⋅ ÌKì2 ,  KÌ2èííîâ 
(2.3)
где KМ2 – показатель времени нанесения паяльной пасты; KМ2 прим –
количественное значение показателя до внедрения инновации;
KМ2 иннов – количественное значение показателя после внедрения
инновации; МKм2 – весовой коэффициент показателя.
После того, как было произведено позиционирование печатной
платы, автомат установщик захватывает манипулятором компонент из питателя и устанавливает его на печатную плату. Установщик размещает чип-компоненты (рис. 2.3) на печатной плате согласно разработанной схеме.
При необходимости увеличить производительность операции на
данном этапе имеется возможность добавить автомат установщик,
Рис. 2.2. Операция нанесения паяльной пасты
на печатную плату
61
Рис. 2.3. Операция установки чип-компонентов
на печатную плату
что значительно сократит время операции. На этом этапе монтажа
основными параметрами, оказывающими влияние на скорость выполнения операции являются: производительность по IPC 9850 и
количество автоматических установщиков. При условии работы одного установщика основные параметры, влияющие на процесс установки рассмотрены в табл. 2.5.
Математическое выражение комплексного показателя скорости
установки чип-компонента:
 KM 3ïðèì
=
KÌ 3 
 KM 3èííîâ

 ⋅ ÌKì3 , 
(2.4)
где KМ3 – показатель времени установки чип-компонентов;
KМ3 прим – количественное значение показателя до внедрения инновации; KМ3 иннов – количественное значение показателя после внедрения инновации; MKм3 – весовой коэффициент показателя.
Пайка собранных печатных плат производится в конвекционной
печи оплавления. После установки чип-компонентов печатная плата транспортируется на конвейер печи, и с заданной скоростью проходит зону нагрева и зону охлаждения (рис. 2.4).
На данном этапе основными параметрами процесса являются:
скорость конвейера, длина зоны нагрева и длина зоны охлаждения
конвекционной печи (табл. 2.6).
62
Таблица 2.5
Параметры процесса установки чип-компонента
Годная ПП с нанесённой
паяльной пастой
Входные
параметры:
Точность позиционирования
ПП и трафарета (паяльная паста должна находиться строго
на площадках ПП)
Устойчивость формы нанесённой паяльной пасты (нанесённая паяльная паста должна
иметь правильные геометрические формы (не расплываться по ПП))
Заполнение ячейки трафарета
паяльной пастой (не должно
быть внутренних дефектов
(пузырей, раковин и т. п.))
Скорость выполнения операции нанесения паяльной пасты
Установка
компонентов
Годная ПП
с установленными
компонентами
Процессы:
Выходные
параметры
Позиционирова- Точность установки
ние ПП (выполкомпонентов на ПП
няется автомати- (зависит от применячески с помощью емого оборудования)
видеосистемы)
Захват компоСкорость установки
нента из питате- компонентов (завиля (выполняется сит от применяемого
автоматически
оборудования)
манипулятором)
Установка
компонентов
(выполняется
автоматически
манипулятором)
Расположение компонента в пространстве (наличие/отсутствие компонентов,
полярность компонентов, эффект «надгробного камня»)
Рис. 2.4. Операция пайки печатной платы
63
Таблица 2.6
Параметры пайки собранных печатных плат
Годная ПП
с установленными
компонентами
Входные
параметры:
Точность установки компонентов на ПП (зависит от
применяемого оборудования)
Скорость установки компонентов (зависит от применяемого оборудования)
Расположение компонента
в пространстве (наличие/
отсутствие компонентов, полярность компонентов, эффект «надгробного камня»)
Пайка
Процессы:
Равномерный прогрев всего изделия
Плавный управляемый рост температуры до нужного
пикового значения
Постепенное охлаждение спаянной
платы, предотвращающее температурный стресс
Годная ПП
со спаяными
компонентами
Выходные
параметры
Прочность соединения
Степень однородности прогрева паяного соединения
Отсутствие дефектов
Математическое выражение показателя времени пайки собранных печатных плат, будет иметь вид:
 KÌ 4ïðèì 
KÌ 4 
=
 ⋅ ÌKì4 ,  KÌ 4èííîâ 
(2.5)
где KМ4 – показатель времени пайки; KМ4 прим – количественное
значение показателя до внедрения инновации; KМ4иннов – количественное значение показателя после внедрения инновации; МKм4 –
весовой коэффициент показателя.
После конвекционной печи платы принимаются автоматическим разгрузчиком. После чего работник отдела технического контроля (ОТК) принимает их на проверку и контролирует правильность пайки печатной платы (рис. 2.5).
Далее производится сортировка печатных плат по наличию или
отсутствию брака и выполняется их отправка в упаковочный, либо
в ремонтный цех.
 KM5ïðèì 
(2.6)
=
KÌ5 
 ⋅ ÌKì5 , KÌ5èííîâ 

где KМ5 – показатель времени контроля печатной платы; KМ5 прим –
количественное значение показателя до внедрения инновации;
64
KМ5иннов – количественное значение показателя после внедрения
инновации; МKм5 – весовой коэффициент показателя.
Применение процессного подхода позволит определить показатели на каждой операции, которые образуют систему показателей
оценки эффективности процессов производства в целом. Повышение эффективности всего процесса производства обеспечивается за
счёт оптимизации показателей на каждой операции.
В общем виде локальный критерий минимизации длительности
производственного цикла монтажа ПП будет иметь вид:
=
KÌ
5
∑ KÌi ⋅ Kâåñi (2.7)
1
В процессе определения критериев были использованы весовые
коэффициенты показателей, значение которых обеспечивают количественное представление значимости того или иного критерия.
Распределение значений весовых коэффициентов показателей для
локального критерия минимизации длительности производственного цикла, проводится согласно теории ограничений (табл. 2.7). Наибольшее значение весового коэффициента присваивается так называемому «узкому месту», в данном случае – операции пайки.
Математическое выражение локальных критериев эффективности внедрения технологических инноваций и значимость показателей локальных критериев, перечисленных в табл. 2.7, описываются
аналогично.
Рис. 2.5. Операция технического контроля
65
Таблица 2.7
Распределение значений весовых коэффициентов (для локального
критерия минимизации длительности производственного цикла)
Показатель
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
Время контроля заготовок печатных плат
Время нанесения паяльной пасты
Время установки chip-компонентов
Время пайки в печи
Время контроля готовой печатной платы
KМ1
KМ2
KМ3
KМ4
KМ5
0,15
0,25
0,20
0,30
0,10
Локальный критерий сокращения дефектов представлен рядом
показателей: показатель механических дефектов; показатель дефектов материала печатной платы; показатель дефекта расположения компонента на печатной плате. В общем виде локальный критерий сокращения дефектов имеет вид:
=
KÄ
3
∑ KÄi ⋅ Kâåñi (2.8)
1
Распределение значений весовых коэффициентов показателей
для локального критерия сокращения дефектов, проводится пропорционально количеству дефектов по соответствующим показателям
(табл. 2.8). Наибольшее значение весового коэффициента присваивается показателю, имеющему наибольшее количество дефектов.
Локальный критерий качества изготовления продукции представлен рядом показателей: показатель точности установки компонентов на ПП; показатель прочности соединения; показатель
степени однородности прогрева паянного соединения; показатель
точности нанесения паяльной пасты; показатель степени заполнения ячейки трафарета паяльной пастой. В общем виде локальный
критерий качества изготовления имеет вид:
=
KÈ
5
∑ KÈi ⋅ Kâåñi (2.9)
1
Распределение значений весовых коэффициентов показателей
для локального критерия качества изготовления, проводится согласно влиянию показателя на надёжность работы изделия (табл. 2.9).
66
Таблица 2.8
Распределение значений весовых коэффициентов
для локального критерия сокращения дефектов
Показатель
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
KД1
KД2
0,15
0,35
KД3
0,50
Механические дефекты
Дефекты материала ПП
Дефект расположение компонента в пространстве (наличие/ отсутствие компонентов, полярность компонентов, эффект
«надгробного камня»)
Таблица 2.9
Распределение значений весовых коэффициентов
для локального критерия качества изготовления
Показатель
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
KИ1
KИ2
0,25
0,25
KИ3
0,20
KИ4
0,20
KИ5
0,10
Точность установки компонентов на ПП
Прочность соединения
Степень однородности прогрева паяного
соединения
Точность нанесения паяльной пасты
Степень заполнение ячейки трафарета
паяльной пастой
Наибольшее значение весового коэффициента присваивается показателям, наиболее влияющим на надёжность работы изделия.
Локальный критерий экономической эффективности представлен рядом показателей: показатель прибыли; показатель трудоемкости; показатель интенсивность использования оборудования; показатель рентабельности производства. В общем виде локальный
критерий экономической эффективности имеет вид:
=
KÝ
4
∑ KÝi ⋅ Kâåñi (2.10)
1
67
Распределение значений весовых коэффициентов показателей
для локального критерия экономической эффективности, проводится согласно влиянию показателя на результат деятельности
предприятия (табл. 2.10). Наибольшее значение весового коэффициента присваивается показателям, наиболее влияющим на результат
деятельности предприятия.
Локальный критерий подготовки персонала представлен рядом
показателей: показатель теоретической подготовки персонала; показатель практических навыков персонала; показатель мотивации
персонала. В общем виде локальный критерий подготовки персонала имеет вид:
=
KÏ
3
∑ KÏi ⋅ Kâåñi (2.11)
1
Распределение значений весовых коэффициентов показателей
для локального критерия подготовки персонала, проводится согласно влиянию показателя на подготовку персонала к работе на
новом оборудовании. При определении показателей теоретической
подготовки учитывается форма обучения персонала (очная, заочная, дистанционная), при определении показателей практической
подготовки так же учитывается вид обучения (на реальном оборудовании, с помощью виртуальных технологий). Метод обучения на
основе виртуальной реальности, определённый Дж. Ланьером, является в настоящее время наиболее эффективным (табл. 2.11).
Локальный критерий автоматизации представлен рядом показателей: показатель теоретической подготовки персонала; показатель
количества сотрудников, занятых в процессе производства; показатель времени наладки оборудования на новую партию изделий. В общем виде локальный критерий подготовки персонала имеет вид:
=
KÀ
3
∑ KÀi ⋅ Kâåñi (2.12)
1
Распределение значений весовых коэффициентов показателей для
локального критерия автоматизации, проводится согласно влиянию
показателя на сокращение механизации и ручного труда (табл. 2.12).
Обобщая полученные результаты представим структуру математической модели обеспечения эффективности внедрения технологических инноваций для процессов контрактного производства
электроники (рис. 2.6) на основе идентификации составляющих локальных критериев.
68
Таблица 2.10
Распределение значений весовых коэффициентов
для локального критерия экономической эффективности
Показатель
Прибыль
Трудоемкость
Интенсивность использования оборудование
Рентабельность производства
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
KЭ1
KЭ2
0,30
0,15
KЭ3
0,15
KЭ4
0,40
Таблица 2.11
Распределение значений весовых коэффициентов
для локального критерия подготовки персонала
Показатель
Теоретическая подготовка
Практические навыки
Мотивация
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
KП1
KП2
KП3
0,35
0,40
0,25
Таблица 2.12
Распределение значений весовых коэффициентов
для локального критерия автоматизации
Показатель
Уровень автоматизации производства
продукции
Количество сотрудников, занятых в процессе производства
Время наладки оборудования на новую
партию изделий
Математическое
выражение
Значение
весового
коэффициента
KА1
0,4
KА2
0,3
KА3
0,3
69
Обобщенный критерий
эффективности внедрения
технологической инновации
Kîáîáù =
n
∑ Këîêi
i =1
Локальные критерии
Локальный
критерий
экономической
эффективности
Локальный
критерий
дефектов
4
3
KÝ = ∑ KÝi ⋅ Kâåñi
KÄ = ∑ KÄi ⋅ Kâåñi
Локальный
критерий
качества
изготовления
1
Локальный
критерий
подготовки
персонала
5
5
3
KÈ = ∑ KÈi ⋅ Kâåñi
KÌ = ∑ KÌi ⋅ Kâåñi
3
KÀ = ∑ KÀi ⋅ Kâåñi
1
1
Локальный
критерий
минимизации
длительности
производственного
цикла монтажа ПП
Локальный
критерий
автоматизации
KÏ = ∑ KÏi ⋅ Kâåñi
1
1
1
KМ1 0,15
KД1
0,15
KИ1
0,25
KЭ1
0,30
KП1
0,35
KА1 0,40
KМ2 0,25
KД2
0,35
KИ2
0,25
KЭ2
0,15
KП2
0,40
KА2
KМ3 0,20
KД3
0,50
KИ3
0,20
KЭ3
0,15
K П3
0,25
KА3 0,25
KМ4 0,30
KИ4
0,20
KЭ4
0,40
KМ5 0,10
KИ5
0,10
0,30
Рис. 2.6. Структура математической модели оценки эффективности
внедрения технологических инноваций
Математическая модель рассмотрена для предприятия контрактного производства электроники, основными производственными процессами которого являются операции автоматического
монтажа печатных плат.
70
2.5. Внедрение технологических инноваций
в процесс производства электронных изделий
Внедрение технологических инноваций с целью повышения
конкурентоспособности предприятия требует тщательного и всестороннего анализа производственных процессов, основанного на
разработке математических моделей. Эта задача является наиболее
актуальной для оценки эффективности деятельности предприятия.
Моделирование – это научный прием, метод изучения, познания
реального окружающего мира [71].
Моделирование подразумевает следующее: реальный изучаемый
объект (физическая система, процесс, явление), называемый оригиналом, замещается его моделью (физическим или абстрактным объектом). При этом модель воспроизводит (имитирует) те свойства и
характеристики оригинала, которые существенны для достижения
поставленной цели моделирования (для решения конкретной задачи). Над моделью проводятся эксперименты и исследования, на
основе которых делаются выводы о свойствах объекта оригинала.
Математическая модель является базовой категорией при проектировании технических объектов, при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами, при
прогнозировании процессов экономики, экологии и т. д.
Академик А. А. Самарский, первый директор Института математического моделирования РАН, основоположник отечественного
математического моделирования, утверждал, что «математическое
моделирование является неизбежной составляющей научно-технического прогресса» [72].
Основными задачами при оценке эффективности деятельности
предприятия являются определение текущего состояния производственных процессов и выявление основных факторов, влияющих
на них, с целью повышения конкурентоспособности предприятия в
целом. На основе полученных в ходе оценки результатов определяется дальнейшая стратегия развития предприятия и принимаются
управленческие решения по распределению ресурсов.
Наличие высокого уровня научно-технического потенциала и
низкий уровень материально-технической базы предприятий в данной отрасли подтверждает актуальность проблемы повышения эффективности управленческой деятельности на основе количественных методов и моделей принятия решений.
Производство электроники включает в себя множество процессов различной сложности и продолжительности, в данном разделе
71
рассматриваются процессы монтажа печатных плат – этапа наиболее ответственного и определяющего качество функционирования
всего изделия.
Для формализации процессов монтажа печатных плат целесообразно применение процессного подхода, тогда весь процесс производства можно представить как совокупность операций, необходимых для достижения конечной цели. Процесс монтажа печатных
плат в общем виде можно представить как последовательность следующих операций:
– входной контроль заготовок печатных плат (P1);
– нанесение паяльной пасты (P2);
– установка чип-компонентов (P3);
– групповая пайка (P4);
– контроль качества монтажа (P5).
Тогда весь процесс можно записать в виде Ð = {Ð1, Ð2 , Ð3 , Ð4 , Ð5 }.
Одним из основных критериев оценки эффективности деятельности промышленного предприятия является длительность производственного цикла (Lead Time), которая в основном зависит от
сложности изделия, материально-технической базы предприятия,
эффективности применяемых форм и методов организации производства.
Сокращение длительности производственных процессов является одной из наиболее актуальных задач организации современного
производства [70], от которой во многом зависит оценка эффективности деятельности предприятия. Применение процессного подхода
дает возможность сократить время выполнения каждого производственного процесса за счет оптимизации его основных показателей,
что ведет к сокращению длительности производственного цикла в
целом. Для дальнейшего описания процессов необходимо ввести
ряд условных обозначений:
Т – длительность всего производственного цикла;
ti – длительность i-й операции;
ΔT – сокращение длительности производственного цикла;
Δti – сокращение длительности i-й операции.
При этом необходимо соблюдать принцип пропорциональности,
который подразумевает соответствие производительности всех процессов друг другу и обеспечивает равномерную нагрузку на всех
операциях.
Соблюдение принципа пропорциональности нашло отражение
в теории ограничений (Theory of Constraints – ТОС) Э. М. Голдратта, которая позволяет выявить и оптимизировать ограничивающий
72
фактор («узкое место»), влияющий на результат производственной
деятельности. Выявление ограничений при сокращении длительности производственного цикла производится по наибольшему времени, затрачиваемому на выполнение операции (timax). Согласно теории
Голдратта, «узким местом» будет считаться операция, имеющая максимальное время выполнения (Pi(timax)). Сокращение времени выполнения ограничивающей операции на данном этапе является основной задачей по оптимизации производственных процессов:
F ( ti max ) → min {Ti } (2.13)
Наиболее эффективным инструментом повышения конкурентоспособности предприятия, позволяющим добиться высоких результатов в условиях ограничений, является оптимизация производственных процессов за счет внедрения технологических инноваций.
Это предоставит возможность добиться быстрого и необходимого
повышения эффективности производственных процессов на основе
совершенствования технологии производства.
После расширения «узкого места» возникает необходимость согласования всего производственного цикла и выявления нового ограничивающего фактора, таким образом, происходит «процесс непрерывного улучшения» (Process of on Going Improvement – POOGI).
Применительно к ТОС, когда от ограничивающей операции зависит общая производительность всего цикла, наиболее целесообразным считается использование метода «барабан-буфер-веревка»
(Drum-Buffers-Rope – DBR) [16], способного эффективно управлять
выявленными ограничениями. В данном методе «узкое место» – это
«барабан», который символизирует ограничение в производственном цикле и задает ритм работы для всех производственных процессов. При подчинении всех более производительных процессов
ритму «барабанной дроби» работы самого медлительного процесса
(Pi(tmax)) происходит выравнивание и стабилизация всего производственного цикла.
Буферные запасы при применении метода DBR способствуют
обеспечению «барабана» ресурсами для непрерывной работы. При
использовании в производстве автоматической линии по принципу
параллельности, когда производственный процесс представляет собой несколько параллельно проводимых операций, буферные запасы теряют свою значимость, поскольку обеспечение ресурсами на
каждой операции происходит только после завершения предыдущей операции.
73
Заключительный термин метода DBR – «веревка», который символизирует связь наиболее производительной операции и «барабана» – операцию, задающую темп всему производственному циклу
(рис. 2.7). Длина «веревки» определяется буферными запасами и
ограничивает подачу ресурсов в процесс производства.
Для определения ограничивающего фактора необходимо произвести анализ процесса монтажа печатных плат, который включает
в себя пять последовательных операций.
На первом этапе производится входной контроль заготовок печатных плат, создаются так называемые буферные запасы для непрерывной работы автоматической линии. Входной контроль заготовок
печатных плат (P1) необходим для определения различных дефектов,
а также пригодности плат для загрузки в автоматическую линию.
Автоматический процесс монтажа печатных плат осуществляется
параллельным выполнением основных операций: нанесения паяльной пасты (P2), установки чип-компонентов (P3) и пайки припоя (P4).
После конвекционной печи платы принимаются автоматическим
разгрузчиком и производится контроль монтажа печатных плат (P5).
Заготовки поступают в автоматическую линию, на операцию нанесения паяльной пасты с помощью автоматического принтера трафаретной печати. На данной операции происходит нанесение паяльной пасты на контактные площадки печатной платы через трафарет, отверстия в котором (апертуры) в точности повторяют рисунок,
расположение и форму контактных площадок на плате. С помощью
специальных ракелей происходит заполнение отверстий трафарета
пастой и ее нанесение на контактные площадки платы.
Следующим этапом монтажа является установка чипкомпонентов, которая производится автоматом-установщиком. Ос-
DRUM
ROPE
RAW MATERIAL
RELEASE
BUFFER
ROPE
Рис. 2.7. Метод DBR
74
FINISHES
GOODS
новная его задача – правильное размещение чип-компонентов на
печатной плате. Перед началом монтажа специальная видеосистема
определяет расположение реперных меток на плате и производит ее
позиционирование. После этого происходит установка манипулятором компонентов на печатную плату. Последовательность действий,
выполняемых оборудованием, выглядит следующим образом: захват компонента из питателя, его центрирование с помощью видеосистемы, установка на плату.
В связи с необходимостью установки большого количества компонентов разного типа данная операция имеет наибольшую длительность из всех операций производственного цикла (P3(t3max)).
Это связано с постоянным ростом требований к радиоэлектронной
аппаратуре как по функциональным, так и по эксплуатационным
характеристикам, что ведет к увеличению конструктивной сложности печатных плат и, как следствие, к росту количества устанавливаемых компонентов.
После установки компонентов печатная плата транспортируется в конвекционную печь для обеспечения равномерного прогрева
всего изделия, плавного управляемого роста температуры до нужного пикового значения и дальнейшего постепенного охлаждения
спаянной платы, предотвращающего температурный стресс. На заключительной операции платы принимаются автоматическим разгрузчиком и производится контроль монтажа печатных плат при
выполнении требований к качеству по стандарту IPC-A-610C.
Устранение ограничений на операции установки чипкомпонентов, путем внедрения технологических инноваций, позволит сократить время производственного цикла за счет оптимизации
основных показателей данной операции: производительности по
IPC 9850 и количеству автоматических установщиков. Исходя из
этого, предложен критерий минимизации длительности производственного цикла для автоматического монтажа печатных плат на
основе методов производственного менеджмента, при соблюдении
требований к качеству по стандарту IPC-A-610C.
В данном случае потребуется разработка математической модели
для оценки эффективности внедрения технологической инновации
и принятия оптимального решения. Одним из основных инструментов решения задач по оптимизации производственных процессов
является метод динамического программирования, основанный на
выборе оптимального решения по заданному показателю.
В основе метода динамического программирования лежит
«принцип оптимальности», сформулированный Р. Беллманом: на
75
каждом шаге управляющее воздействие определяется с учетом его
влияния на конечный результат в целом, так как управляющее воздействие, оптимизирующее целевую функцию на данном шаге, не
гарантирует оптимальное решение для всего процесса.
При решении задачи нахождения оптимального управления необходимо на каждом шаге выбирается такое управляющее воздействие, которое привело бы к максимальному результату. В данном
случае оптимальным управляющим воздействием для операций
монтажа печатных плат будет считаться то, которое максимально
сократит время выполнения всего производственного цикла от загрузки заготовки в накопитель и до выхода годного изделия. Однако, при покупке технологических инноваций взамен устаревшего оборудования на ее приобретение затрачиваются определенные
средства, поэтому распределение средств должно исходить из критерия минимизации длительности всего производственного цикла.
И решение о покупке технологических инноваций должно приниматься после анализа результатов всего вычисления в целом, а не
на основании максимального результата на одной отдельно взятой
операции.
При выборе управляющего воздействия на одном отдельно взятом шаге следует учитывать возможные варианты состояния предыдущего шага. При определении количества средств, затрачиваемых на внедрение инноваций на данном шаге, необходимо учитывать, сколько средств осталось к этому моменту и, какой результат
по критерию минимизации длительности производственного цикла был получен на предыдущем шаге. Таким образом, при выборе
управляющего воздействия необходимо учитывать следующее:
1) Варианты состояния системы на предыдущем шаге;
2) Возможные управляющие воздействия на оставшихся шагах.
Варианты состояния системы на предыдущем шаге учитывают, производя условную оптимизацию, в которой делают условные
предположения о возможных результатах предыдущего шага. Возможные управляющие воздействия на оставшихся шагах учитывают при условной оптимизации, производимой от конечного шага к
начальному.
Для построения математической модели необходимо ввести условные обозначения:
S0 – начальное состояние системы;
Sкон – конечное состояние системы;
Y – управляющее воздействие, которое приводит систему в конечное состояние. В данном случае под управляющим воздействием
76
понимается распределение ресурсов на применение технологических инноваций на каждом этапе процесса монтажа печатных плат:
=
Y
( y1, y2 , y3 , y4 , y5 ),0 ≤ Y, (2.14)
где yi – управляющее воздействие на i-м шаге.
В качестве критерия оптимизации принимаем максимальное
время операции tmax. В этом случае от tmax будет зависеть время выполнения всего производственного цикла:
=
T tmax ⋅ N, (2.15)
где tmax – максимальное значение ti;
N – количество операций.
Таким образом, основное уравнение будет иметь вид
(
)
N
=
tmax max ti0 − Δti ( ói ) → min, ∑ ói ≤ Y 1≤ i ≤ N
(2.16)
i =1
Определим все состояния системы при переходе из S0 в S5.
На первом шаге под действием переменной управления y1 система переходит из состояния S0 в состояние S1, т. е.
=
S1 S1 ( S0 , y1 ),0 ≤ y1 ≤ Y (2.17)
Здесь целевая функция равна f1 ( S0 , y1 ).
На втором шаге под действием переменной управления y2 система переходит из состояния S1 в состояние S2, т. е.
=
S2 S2 ( S1, y2 ),0 ≤ y2 ≤ Y (2.18)
Здесь целевая функция равна f2 ( S1, y2 ).
На третьем шаге под действием переменной управления y3 система переходит из состояния S2 в состояние S3, т. е.
=
S3 S3 ( S2 , y3 ),0 ≤ y3 ≤ Y (2.19)
Здесь целевая функция равна f3 ( S2 , y3 ).
На четвертом шаге под действием переменной управления у4 система переходит из состояния S3 в состояние S4, т. е.
=
S4 S4 ( S3 , y4 ),0 ≤ y4 ≤ Y (2.20)
Здесь целевая функция равна f4 ( S3 , y4 ).
77
На последнем, пятом шаге под действием переменной управления y5 система переходит из состояния S4 в состояние S5, т. е.
=
S5 S5 ( S4 , y5 ),0 ≤ y5 ≤ Y (2.21)
Здесь целевая функция равна f5 ( S4 , y5 ).
На каждом этапе выбирается такое управление, которое приводит
к оптимальному результату, т. е. обеспечивает максимальное значение критерия минимизации времени ограничивающей операции.
При решении рассматриваемой задачи были учтены ограничения, обеспечивающие оптимальное функционирование всей системы, такие как:
– ограничения на сокращение времени выполнения операции
нанесения паяльной пасты на печатную плату. Основные параметры оборудования на данной операции должны обеспечивать аккуратное нанесение паяльной пасты и правильную геометрическую
форму паяльной пасты для установки на неё компонента;
– ограничения на сокращение времени пайки собранного изделия, с целью достижения оптимальных показателей операции пайки с соблюдением требований к качеству паяных соединений.
В соответствии с алгоритмом обратной прогонки определим оптимальное управление для всех состояний на каждом шаге, начиная с последнего. Вводим последовательность функций {fk ( y )}, k=1,
N. Каждая функция имеет смысл минимального времени выполнения k оставшихся операций при допустимых управляющих воздействиях y0 < y < Y:
(
)
=
fk ( ó ) max ti0 − Δti ( ói ) → min 1≤i ≤k
(2.22)
Для получения функционального уравнения необходимо рассмотреть k операций, в которых можно применить технологические
инновации. Если в k-й операции применить управляющее воздействие уk, то с учетом fk(y) минимальное время выполнения k операций составит:
(2.23)
fk ( Sk ) min max tk0 − Δtk ( ók ), fk+1 ( Sk )  =

0≤ ók ≤ ó 
(
)
На последнем шаге оптимальное управление определяется функцией Беллмана, в соответствии с которой
78
=
f5 ( S5 )
(
)
min t50 − Δt5 ( ó5 ) , Δt5 ≥ 0, ó5 ∈ Y 0≤ ó5 ≤ ó
(2.24)
Дальнейшие вычисления производятся согласно рекуррентному
соотношению, связывающему функцию Беллмана на каждом шаге
с этой же функцией, но вычисленной на предыдущем:
(
)
(
)
(
)
(
)
min max t40 − Δt4 ( ó4 ), f5 ( S4 )  , Δt4 ≥ 0, ó4 ∈ Y; (2.25)

f4 ( S4 )
=
0≤ ó4 ≤ ó 
f3 ( S3 )
=
0≤ ó3 ≤ ó 
f2 ( S2 )
=
0≤ ó2 ≤ ó 
f1 ( S1 )
=
0≤ ó1 ≤ ó 
min max t30 − Δt3 ( ó3 ), f4 ( S3 )  , Δt3 ≥ 0, ó3 ∈ Y; (2.26)

min max t20 − Δt2 ( ó2 ), f3 ( S2 )  , Δt2 ≥ 0, ó2 ∈ Y; (2.27)

min max t10 − Δt1 ( ó1 ), f2 ( S1 )  , Δt1 ≥ 0, ó1 ∈ Y. (2.28)

После того, как функция Беллмана и соответствующие оптимальные управления найдены для всех шагов с пятого по первый,
осуществляется второй этап решения задачи, называемый безусловной оптимизацией и проводимый в обратном порядке, т. е. от f1 к fN.
Пользуясь тем, что на первом шаге состояние системы известно – это
ее начальное состояние S0, можно найти оптимальный результат за
все 5 шагов и оптимальное управление на первом шаге, которое этот
результат доставляет. После применения этого управления система
перейдет в другое состояние, зная которое, можно, пользуясь результатами условной оптимизации, найти оптимальное управление на
втором шаге, и так далее до последнего пятого шага.
Таким образом, определяется оптимальное управление для обеспечения максимального значения критерия минимизации времени ограничивающей операции. В данном случае это приведет к сокращению длительности всего производственного цикла.
Вопросы по разделу 2
1. Обоснуйте необходимость применения технологических инноваций.
2. Что понимается под инновационным типом развития?
3. Перечислите основные задачи современных промышленных
предприятий.
4. Назовите основные проблемы производства электроники и
пути их решения.
79
5. Что делает инновационный процесс основным условием производства конкурентоспособной продукции?
6. Перечислите основные типы инноваций, применяемые в контрактном производстве электронники?
7. Назовите основные процессы производства радиоэлектронной
продукции.
8. Какие стандарты используют производители электроники.
9. Перечислите основные классы готовой продукции электронники и их особенности.
10. Перечислите основные процессы монтажа печатных плат.
11. Назовите основные критерии и показатели процесса автоматического монтажа печатных плат.
12. Опишите процесс входного контроля заготовок печатных
плат с точки зрения процессного подхода.
13. Опишите процесс нанесения паяльной пасты с точки зрения
процессного подхода.
14. Опишите процесс установки чип-компонентов на печатную
плату с точки зрения процессного подхода.
15. Опишите процесс пайки печатной платы с точки зрения процессного подхода.
16. Опишите процесс технического контроля готовой печатной
платы с точки зрения процессного подхода.
17. Принципы распределения весовых коэффициентов на примере монтажа печатных плат.
18. Что такое моделирование?
19. Что такое принцип пропорциональности?
20. Каким образом происходит «процесс непрерывного улучшения»?
21. Опишите метод DBR.
22. Опишите основные этапы динамического программирования.
23. Назовите основные направления динамического программирования.
80
Список использованной литературы
1. Федеральный закон от 23.08.1996 № 127-ФЗ «О науке государственной научно-технической политике» (редакция, действующая
с 1 января 2014 г.). 2014. 15 с.
2. Азгальдов Г. Г., Костин А. В. К вопросу о термине «инновация» // Сборник трудов лаборатории анализа эффективности инвестиционных проектов. М.: ЦЭМИ РАН, 2009. С. 123.
3. Пригожин А. И. Методы развития организаций. М.: МЦФЭР.
2003. С. 863.
4. Дроговоз П. А. Эволюция моделей инновационного процесса и
современная классификация инноваций // Креативная экономика.
2007. № 7 (7). С. 23–33.
5. Бабаскин С. Я. Инновационный проект: методы отбора и инструменты анализа рисков / С. Я. Бабаскин; Академия народного хозяйства при Правительстве Российской Федерации. М.: Дело, 2009. С. 240.
6. Антонец В. Л., Нечаева Н. В., Хомкин К. А., Шведова В. В. Инновационный бизнес: формирование моделей коммерциализации
перспективных разработок. М. / АНХ, 2009. 320 с.
7. Романченко С. В. Новшества, нововведения, инновации: определения и сущность / С. В. Романченко // Молодой ученый. 2012.
№ 4. С. 166–168.
8. Баранчеев В. П. Управление инновациями: М / В. П. Баранчеев, Н.П. Масленникова, В.М. Мишин. М.: ИД Юрайт, 2012. 117 с.
9. Казанцев А. К. Оценка и анализ инновационных способностей
промышленных предприятий. Казанцев А. К., Логачева А. В. Организатор производства. № 1 (60). 2014. С. 68–76.
10. Ильенкова С. Д. Инновационный менеджмент // С. Д. Ильенкова, В. И. Кузнецов, С. Ю. Ягудин, Н. Д. Ильенкова. М., 2009. 340 с.
11. Горшков М. К., Ключарев Г. А. Непрерывное образование в
контексте модернизации. М.: ИС РАН, ФГНУ ЦСИ, 2011. 232 с.
12. ГОСТ 2.101-68 ЕСКД. Виды изделий. М., 1971. 5 с.
13. Федеральный закон от 23.08.1996 № 127-ФЗ «О науке государственной научно-технической политике» (редакция, действующая с 1 января 2014 г.). 2014. 15 с.
14. Федеральный закон Российской Федерации от 21 июля 2011 г.
№ 254-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О науке и
государственной научно-технической политике». 2011. 3 с.
15. Проект Федерального закона № 99029071-2 «Об инновационной деятельности и государственной инновационной политике»
(ред., принятая ГД ФС РФ в I чтении 16.06.1999). 1999. 13 с.
81
16. Указ Президента РФ от 18.06.2012 N 878 «О Совете при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России». 2012. 10 с.
17. Постановление Правительства РФ от 02.08.2007 № 498 «О федеральной целевой программе «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2011 гг.». 2007. 60 с.
18. Постановление Правительства РФ от 29.01.2007 № 54 «О федеральной целевой программе «Национальная технологическая
база» на 2007–2011 гг.». 2007. 37 с.
19. Постановление Правительства РФ от 31.12.1999 № 1460
«О комплексе мер по развитию и содействию их инновационной деятельности». 1999. 5 c.
20. Постановление ГД ФС РФ от 01.12.1999 № 4685-II ГД «О Федеральном законе «Об инновационной деятельности и о государственной инновационной политике». 1999. 8 с.
21. Распоряжение Правительства РФ от 08.12.2011 № 2227-р «Об
утверждении Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 г.». 2011. 10 с.
22. Форма № 1-технология «Сведения о создании и использовании
передовых производственных технологий»: Утверждена постановлением Федеральной службы государственной статистики 2004. № 31. 2 с.
23. Форма №2-наука «Сведения о выполнении научных исследований и разработок»: Утверждена постановлением Федеральной
службы государственной статистики от 19 июля 2004. № 31. 2 с.
24. Форма №3-информ «Сведения об использовании информационных технологий и производстве связанной с ними продукции
(работ, услуг)»: Утверждена постановлением Федеральной службы
государственной статистики от 19 июля 2004. № 31. 2 с.
25. Форма №4-инновации «Сведения об инновационной деятельности организаций»: Утверждена постановлением Федеральной
службы государственной статистики от 19 июля 2004. № 31. 2 с.
26. ГОСТ Р 55347-2012 «Системы управления проектированием.
Руководство по менеджменту инноваций». М., 2014. 139 c.
27. ГОСТ Р 55348-2012 «Словарь терминов, используемых в менеджменте проектирования». М., 2014. 40 c.
28. ГОСТ Р 55348-2012 «Системы управления проектированием.
Словарь терминов, используемых при управлении проектированием». М., 2014. 40 c.
29. ГОСТ Р 55270-2012 «Система менеджмента качества. Рекомендации по применению при разработке и освоении инновационной продукции». М., 2013. 50 c.
82
30. ГОСТ Р 55271-2012 «Системы менеджмента охраны труда. Рекомендации по применению при разработке и освоении инновационной продукции». М., 2013. 32 c.
31. ГОСТ Р 55273-2012 «Разработка систем. Руководство по применению в процессе жизненного цикла систем». М., 2013. 179 c.
32. ГОСТ ISO 9000-2011. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: Стандартинформ, 2012. 35 с.
33. ГОСТ Р 53893-2010 «Руководящие принципы и требования к
интегрированным системам менеджмента. М., 2012. 24 c.
34. ГОСТ Р 54147-2010 «Стратегический и инновационный менеджмент. Термины и определения» М., 2011. 22 c.
35. ГОСТ Р 53894-2010 «Менеджмент знаний. Термины и определения». М., 2010. 12 c.
36. ГОСТ Р ИСО 9001-2015. Системы менеджмента качества. Требования. М.: Стандартинформ, 2015. 32 с.
37. BS 7000-10:2008 «Системы менеджмента проектирования –
Часть 10: Словарь терминов, используемых в менеджменте проектирования». 2008. 54 с.
38. ГОСТ 2.116-84 «ЕСКД. Карта технического уровня и качества
продукции». М.: Стандартинформ. 2007. 17 c.
39. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 – 2005. Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем.
М.: Изд-во стандартов, 2006. 57 с.
40. Новиков Д. А., Суханов А. Л. Модели и механизмы управления научными проектами в вузах. М.: Институт управления образованием РАО, 2005. С. 80.
41. Абрамов А. В., Александров О. Г., Белов А. Н. Научно-технический потенциал отрасли. М.: Экономика, 1984. 200 с.
42. Антохина, Ю. А. Методы и инструменты управления качеством проектов / Ю. А. Антохина и др.: монография. СПб.: ГУАП,
2012, 278 с.
43. Алексеева Л. Ф., Берестнева О. Г. Шевелев Г. Е. Интегральные
критерии оценки компетентности студентов технических университетов / Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3.
44. Петраков С. Н. Механизмы планирования в активных системах: неманипулируемость и множества диктаторства. М.: ИП РАН,
2001. С. 135.
45. Москвин В. Г., Волкова А. Н., Фрей Д. А., Марьина Н. В. Эффективность математических методов оценки научно-технического
уровня НИР и анализа функционирования объектов // Экономика
и коммерция. № 2. 1995. С. 45–53.
83
46. Лихотина О. И. Роль государственного сектора экономики в
сглаживании циклических колебаний рыночной коньюктуры. Московский гуманитарно-экономический институт. Аудит и финансовый анализ. № 4. 2007. С. 1–3.
47. Федюкин В. К. Квалиметрия. Измерение качества промышленной продукции: учеб. пособие / В. К. Федюкин. М.: КНОРУС,
2013. 316 c.
48. Кокурин Д. И. Инновационная деятельность / Д. И. Кокурин.
М., 2001. 575 с.
49. Степаненко Д. М. Классификация инноваций: теоретическая и практическая значимость / Степаненко Д. М. Вестник экономической интеграции. 2007. № 2. С. 37–42.
50. ГОСТ Р 15.201-2000 «Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на
производство» М., 2000. 12 c.
51. Гармашова Е. П. Развитие теории инновационных процессов / Е. П. Гармашова // Молодой ученый. 2011. № 2. Т. 1. С. 90–94.
52. Rothwell R. Towards the Fifth-generation Innovation Process /
Rothwell R. // International Marketing Review. 1994. Vol. 11. № 1.
р. 7–31.
53. Fumio Kodama. Emerging Patterns of Innovation Sources of
Japan’s Technological Eadge. – Harvard Business School, 1995. р. 297.
54. Stock M.K. Putting quality into the R&D process // Research
technology management. V. 35. № 4. 1992. pp. 16–23.
55. Freeman С. Technology Policy and Economic Performance:
Lessons from Japan / Freeman С. – London: Frances Printer Publishers,
1987. p. 168.
56. Kline S. J., Rosenberg N. An overview of innovation // The
positive sum strategy: Harnessing technology for economic growth /
edited by Landau R. & Rosenberg N. – Washington: National Academy
Press, 1986. pp. 275–305.
57. Abernathy, W.J. & K.B. Clark. “Innovation: mapping the winds
of creative destruction”, Research Policy, 1985. pp. 3–22.
58. Cooper R.G. Winning at new products. Accelerating the process
from idea to launch. – Cambridge (MA): Perseus Publishing, 2001. р. 27.
59. Brown M. G., Svenson R. A. Measuring R&D productivity //
Research technology management. V. 41. № 6. 1998. pp. 15–21.
60. Werner B. M., Souder W. E. Measuring R&D performance –
state of art // Research technology management. V. 40. № 2. 1997.
pp. 34–42.
84
61. Заде Л. Нечеткая логика: Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений М.:
Мир. 1976. 167 c. 62. Распоряжение Правительства РФ от 15.12.2012 № 2396-р «Об
утверждении государственной программы Российской Федерации
«Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на
2013–2025 гг.»» // Собрание законодательства РФ, 2012, № 52, ст. 7538.
63. Варжапетян А. Г. Методы менеджмента производственных
проектов и процессов: учеб. пособие // А. Г. Варжапетян, М. С. Смирнова. СПб.: ГУАП, 2013.
64. Элияху М. Голдратт, Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного совершенствования. Минск: Попурри, 2009. 496 с.
65. Управление инновационными проектами: учеб. пособие в 2-х
частях. Ч. I. Методология управления инновационными проектами /
Т. В. Александрова, С. А. Голубев, О. В. Колосова, Н. Б. Культин,
С. П. Некрасов, Ю. Р. Нурулин, И. Л. Туккель, В. С. Черняк. 1999.
66. Виды стандартов IPC. URL: www.ipc.org
67. IPC 9850 Оценка характеристик оборудования для установки компонентов поверхностного монтажа. США, Баннокберн: IPC,
2002. 45 с.
68. IPC-A-610D RU «Критерии приемки электронных сборок».
69. IPC-ТМ-650 Test Methods Manual «Платы печатные жесткие.
Методы испытаний физических параметров».
70. IPC-2221A Generic Standardon Printed Board Design «Стандарт по общим требованиям к конструированию печатных плат».
71. Голубева Н. В. Математическое моделирование систем и процессов. учебник. СПб.: Лань, 2013.
72. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. 2-е изд., испр. М.: Физматлит,
2001. 320 с.
73. Фатхутдинов Р. А. Производственный менеджмент. 4-е изд.
СПб.: Питер, 2003. 491 с.
74. Детмер У. Теория ограничений Голдратта. Системный подход к непрерывному совершенствованию. М.: Альпина Паблишер,
2010. 448 с.
75. Подход к непрерывному совершенствованию. М.: Альпина
Паблишер, 2010. 448 с.
85
СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений..................................................................... Введение.................................................................................... 1. Модель обеспечения качества производства электронных изделий
в приборостроении на основе повышения квалификации
специалистов ............................................................................. 1.1. Анализ факторов, влияющих на качество подготовки
специалистов.......................................................................... 1.2. Вариабельность программ повышения квалификации ............ 1.3. Жизненный цикл реализации проектов
повышения квалификации....................................................... 1.3.1. Разработка детализации проекта программ .................. 1.4. Обоснование критериев оценки качества подготовки
специалистов .......................................................................... 1.4.1. Выбор и оценка критериев для комплексной оценки
качества подготовки специалистов ...................................... 1.5. Математическая модель оценки компетентности
специалистов .......................................................................... 1.5.1. Графические модели с использованием логики
антонимов......................................................................... 1.5.2. Разработка математической модели для оценки
компетентности специалистов ............................................. 1.5.3. Комплексная оценка обобщенного критерия
качества подготовки специалистов ...................................... Вопросы по разделу 1................................................................... 2. Технологические инновации в процессе производства
электронных изделий в приборостроении....................................... 2.1. Технологические инновации в современном
радиоэлектронном производстве................................................ 2.2. Исследование влияния технологических инноваций
на процессы производства печатных плат.................................... 2.3. Предпосылки совершенствования технологических процессов
производства электроники и приборов ....................................... 2.4. Формализация процессов производства на примере процесса
монтажа печатных плат ........................................................... 2.5. Внедрение технологических инноваций в процесс
производства электронных изделий ........................................... Вопросы по разделу 2................................................................... Список использованной литературы.............................................. 86
3
4
7
7
9
11
12
23
25
27
32
36
40
46
47
47
49
53
55
71
79
81
Учебное издание
Маркелова Наталья Викторовна,
Назаревич Станислав Анатольевич,
Поляков Сергей Леонидович
МОДЕЛИ И МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВОМ ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В ПРИБОРОСТРОЕНИИ
Учебное пособие
Публикуется в авторской редакции.
Компьютерная верстка С. Б. Мацапуры
Сдано в набор 17.09.18. Подписано к печати 28.09.18.
Формат 60×84 1/16. Усл. печ. л. 5,06. Уч.-изд. л. 5,44.
Тираж 500 экз. (1-й завод – 100 экз.). Заказ № 411.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
Для заметок
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
2 139 Кб
Теги
marchelovanatharevich
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа