Система обеспечение качества полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники на основе Cals-технологий

В тенденциях развития наукоемкой продукции, такой как полупроводниковые материалы для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения, можно выделить основные направления:

— повышение затрат и сокращение сроков проведения исследований в области полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники;

— повышение технологической сложности получения данных материалов;

— ужесточение конкуренции на рынке приборов на основе данных материалов с иностранными производителями;

— повышение интенсивности взаимодействия между участниками жизненного цикла продукции.

Для сохранения и укрепления своих позиций на рынке организациям, занимающимися исследованиями, разработкой и производством полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения, необходимо повышать свою конкурентоспособность. Этого можно достичь за счет повышения степени удовлетворенности заказчиков, сокращения сроков и затрат (по возможности) на исследования, разработку и производство. Одним из способов повышения конкурентоспособности является применения Системы менеджмента качества (СМК), способствующей улучшению жизненного цикла продукции, повышение эффективности управления ресурсами.

Также играют роль особенности технологии изготовления таких материалов, а также актуальность научных исследований в области материаловедения.

Обеспечение качества.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 11 сентября 2008 г. № 658−25 введена в действие федеральная целевая программа «Разработка, восстановление и организация производства стратегических, дефицитных и импортозамещающих материалов и малотоннажной химии для вооружения, военной и специальной техники на 2009;2011 годы и на период до 2015 года» в рамках которой предусмотрены разработки промышленных технологий и организация малотоннажного производства выше названных материалов. Обеспечение качества производства, а также разработки материалов, является одной из основных целей работ в рамках Программы.

Обеспечение качества полупроводниковых материалов для ЭРИ и РЭА — комплекс организационно-технических мероприятий, целью которых является наиболее полное удовлетворение требований заказчика — совокупность организационной структуры организации-производителя (разработчика), персонала, нормативных, организационно-распорядительных и технических документов (стандартов, приказов, распоряжений, инструкций, методик и т. д.), технологий. Иными словами Система менеджмента качества (СМК).

Развитие СМК подразумевают не только ее совершенствование и совершенствование продукции, но и расширение ассортимента выпускаемой продукции, расширение области действия СМК и многие другие аспекты деятельности. Это означает установление новых рабочих контактов, как с потребителями и поставщиками, так и внутри предприятия между подразделениями. Следствие этого —• возрастание объемов информационных потоков, как внутри предприятия, так с внешними партнерами. Аналогичная картина с документацией —возрастание его количества.

В такой ситуации (большой объем информации и документов) эффективность работы с применением «классического» документооборота на бумажных носителях невысока. Возрастает количество и состав данных, подлежащих хранению. При решении многих задач приходится обрабатывать большой объем записей и документов, что приводит в повышению временных затрат и, соответственно, увеличению материальных затрат, снижению оперативности управления и недостаточной «прозрачности» процессов для представителя заказчика (потребителя). При организации работ с применением «традиционных» бумажных носителей, происходит многократное дублирование данных, что вызывает трудноуловимые ошибки при копировании данных.

Таким образом с развитием и совершенствованием СМК падает эффективность управления. Дальнейшее развитие будет сопровождаться повышением материальных и трудозатрат. Следовательно возникает необходимость совершенствования технологии хранения и передачи данных и их обработки. Возникает необходимость применения информационных технологий для задач СМК, таких как обеспечение, управление и постоянное улучшение, выходит на первый план. Данное положение актуально даже для небольших НИИ, занимающихся научными исследованиями, разработкой полупроводниковых материалов и технологий их производства, производством таких материалов и применяющих менеджмент качества.

Применение информационных технологий обусловлено требованиями повышения скорости, эффективности и скоординированности управления на всех этапах жизненного цикла наукоемкой продукции, снижением затрат — временных и материальных на разработку продукции и документации, в том числе и нормативной, регламентирующей деятельность СМК. Удовлетворить этим требованиям могут способствовать CALS-технологии, оперирующие электронными документами и данными вместо «традиционных» бумажных. Кроме того применение CALS-технологий позволит унифицировать и стандартизовать данные, их состав и хранение, а также доступ к ним. CALS-технологии кроме того позволяют создание единого информационного пространства в рамках СМК, которое может быть интегрировано в электронный регламент предприятия, как его составная часть.

CALS расшифровывается как Continuous Acquisition and Life Cycle Support, что дословно можно перевести как «непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла». Фактически, CALS является концепцией, способом организации электронной поддержки продукта во время всего периода жизнедеятельности. Основой концепции CALS является повышение эффективности процессов жизненного цикла (ЖЦ) изделия за счет повышения эффективности управления информацией. Задачей CALS является преобразование ЖЦ изделия в высокоавтоматизированный процесс.

В контексте концепции CALS методы и технологии управления качеством приобретают новое развитие — применение единого информационного пространства обеспечивает информационную поддержку и интеграцию процессов, возможность эффективного использования электронных данных, созданных различными процессами предприятия, для решения задач управления качеством.

Целью диссертационной работы является разработка системы обеспечения качества полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники на основе компьютерных информационных технологий (CALS-технологий).

Реализация поставленной цели потребовала решения ряда задач, в числе которых:

1 анализ разработанной, внедренной и сертифицированной СМК исследований, разработки и производства полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения;

2 разработка принципов обеспечения качества на основе CALS-технологий;

3 разработка принципов и организационной структуры СМК на основе CALS-технологий;

4 разработка организационных принципов, способов, методов и средств реализации СМК на основе CALS-технологий;

5 анализ нормативной базы, регламентирующей применения CALS-технологий;

6 разработка элементов СМК на основе CALS технологий — информационной интегрированной среды (ИИС), обобщенной базы данных (ОБД), формализованных функциональных моделей (ФФМ) элементов системы;

7 разработка комплекса НД в электронном формате, регламентирующих деятельность СМК на основе CALS-технологий;

8 разработка показателей, критериев и метода оценки результативности и эффективности СМК на основе CALS-технологий;

9 оценка эффективности предложенной системы на примере практической реализации.

Объектом исследования являются методы и средства обеспечения качества полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что в ней впервые:

— на основе анализа технологий разработки и производства полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения разработана концепция СМК, включающая принципы, структуру процессов СМК, их взаимодействие показатели процессов, критерии оценки эффективности;

— установлены принципы построения СМК на основе CALS-технологий;

— разработана организационная структура СМК на основе СЛЬБ-технологий, определены элементы системы и требования к ним;

— разработана система классификации и кодирования документов и данных для использования в информационной среде;

— разработаны формализованные функциональные модели процессов;

— разработаны нормативные документы в электронном формате, описывающие СМК, интегрированную информационную систему (ИИС), формализованные функциональные модели (ФФМ), систему кодирования, базу данных (БД);

— разработан принцип построения системы мониторинга, разработана система показателей качества, критерии их оценки, алгоритм оценки эффективности функционирования СМК.

Практическая ценность результатов настоящей работы заключается во внедрении в ОАО «Гиредмет» разработанной системы обеспечения качества полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения на основе документированной СМК и СМК на основе СЛЬБ-техиологий.

Положения, выносимые на защиту:

— СМК на основе САЬБ-технологий, удовлетворяющая требованиям ГОСТ Р ИСО 9001−2001, ГОСТ РВ 15.002−2003, РД В 319.015−2006, обеспечивает эффективность исследований, разработку и малотоннажное производство полупроводниковых материалов для приборов и устройств квантовой и оптоэлектроники военного и двойного назначения;

— результативность СМК обеспечивается разработанной интегрированной информационной средой с функциями электронного документооборота, обменом данными, мониторинга качества и оценки эффективности функционирования СМК;

— разработанная система кодирования обеспечивает четкую идентификацию документов и данных в среде ИИС;

— эффективность СМК обеспечивается разработанной системой показателей качества и методами оценки эффективности функционирования СМК.

Апробация работы.

Положения диссертационной работы использованы:

— для построении Системы менеджмента качества ОАО «Гиредмет» на основе СЛЬБ-технологий исследований, разработки и мелкосерийном производстве полупроводниковых материалов А2В6 и А3В5 для приборов и устройств квантовой и оп-тоэлектроники взамен существующей «традиционной» СМК;

— в учебном процессе подготовки специалистов по направлению 200.503 Стандартизация и сертификация.

Основные выводы.

На основе проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие результаты:

1 Разработана концепция применения САЬБ-технологий в СМК. Анализ существующей СМК показал, что документооборот на «бумажных» носителях значительно снижает эффективность функционирования, из-за низкой скорости доступа к данным и низкой скорости обмена данными. Вследствие этого оперативность реагирования на изменения условий, как внешних, так и внутренних невысокая.

2 Разработан принцип построения интегрированного информационного пространства СМК, разработаны формальные функциональные модели информационных объектов ИИС, на основе которых разработана база данных с функциями электронного документооборота и мониторинга СМК.

3 Разработана единая система обозначений, применяемая для структурных элементов информационных объектов ИИС, информационных единиц в структуре объектов, элекгронных документов, позволяющая однозначно идентифицировать любой объект в ИИС.

4 Для подтверждения полученных результатов требованиям разработана система мониторинга, позволяющая отслеживать и анализировать результативность всех процессов и на основе анализа внедрять корректирующие и предупреждающие действия, а также анализировать их эффективность.