3.2.2. Виртуальный эталон

Сравнение нескольких образцов продукции может производиться различными способами:

а) между собой в любой последовательности;

б) любой выбранный объект с остальными;

в) базовый объект с остальными;

г) все объекты с эталоном.

Легко видеть и понять, что только сравнение объектов с эталоном дает сопоставимые и достоверные результаты. Из всех видов эталонов только виртуальный эталон обладает способностью достаточно устойчиво сохранять в обозримом времени набор показателей качества.

Для виртуального эталона единичные показатели качества находятся в предельном состоянии. Например, виртуальный аккумулятор обеспечивает максимально возможное (по данным производителей, на основании прочей научно-технической информации) на данный момент времени число циклов перезарядки (число значительное, но вовсе не бесконечно большое).

Предельное состояние (возможность) – лучшее оптимальное значение единичного показателя.

Под виртуальным эталоном понимается кажущееся состояние объекта, воссозданное по известным для пользователя правилам набором единичных показателей в предельном состоянии.

К таким правилам можно отнести:

а) Предельное состояние единичного показателя качества определяется из современного понимания его физических или других свойств;

б) Система единичных показателей качества виртуального эталона должна охватывать все существенные для пользователя свойства продукции;

в) Технические возможности воссоздания объекта с параметрами, соответствующими таковым виртуального эталона, должны быть известны и понятны пользователям;

г) Все пользователи обладают равными возможностями и правами пользования виртуальным эталоном;

д) Виртуальный эталон воссоздается усилиями и участием всех пользователей системы комплексного оценивания качества;

е) Возможность воспроизведения виртуального эталона как реального физического объекта в обозримом будущем не представляется реальной. К примеру, не представляется возможным изготовить спортивный самолет, обладающий одновременно максимальной скоростью, идеальным удобством и безопасностью, минимальным расходом топлива и собранного полностью из стандартных дешевых комплектующих.

3.2.3. Оценочные диапазоны

При выставлении сравнительных оценок используются шкалы, значения которых укладываются в определенные диапазоны. Например, сила шторма, так же как и сила землятресения, оценивается числом баллов от 0 до 12. В технических и экономических расчетах чаще всего используются следующие диапазоны шкал:

а) от 0,0 до 1,0;

б) от 0 до 10;

в) от 0 до 100;

г) от - до .

Для получения безразмерных оценок показателей качества в квалиметрии основным является диапазон от 0 до 1.

3.2.4. Сравнительные шкалы

Показатели качества, полученные измерительным или расчетным путем, сами по себе не предоставляют возможности сравнивать объекты. Например, габариты микросхемы и габариты единицы мясного стада влияют на качество прямо противоположным образом. Таким образом, необходим учет характера влияния показателя на оценку качества.

В квалиметрии, как и в метрологии, применяется понятие пара­метр. В метрологии под параметром понимается физическая вели­чина, рассматриваемая как наиболее важная для характеристики оцениваемого объекта. В квалиметрии под параметром продукции понимается количественная характеристика одного из свойств на­значения продукции. Как правило, среди этих параметров может быть выбран главный параметр, в основном определяющий ее на­значение, например, сопротивление резистора, емкость конденса­тора, грузоподъемность грузового автомобиля. Этот параметр яв­ляется основой параметрического ряда продукции - совокупно­сти единиц продукции одного вида, отличающихся друг от друга численными значениями главного параметра. Частным случаем параметрического ряда является типоразмерный ряд продукции - совокупность единиц продукции одного вида, отличающихся друг от друга численными значениями главного параметра, кото­рым является геометрическая характеристика продукции (линей­ная, объемная или площадь сечения), например, ряд длин гвоз­дей, ряд объемов стеклотары, ряд площадей сечения круглого проката.

Общим для метрологии и для квалиметрии также является понятие шкалы. В метрологии шкала - это часть отсчетного устройства сред­ства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отме­ток, соответствующих последовательному ряду значений величи­ны, вместе со связанной с ними нумерацией. То есть это часть средства измерения. В квалиметрии понятие шкала используется в математическом смысле, то есть как метод оценивания и сопостав­ления свойств различных объектов. Различается три вида квалиметрических шкал: шкала порядка, шкала интервалов и шкала отношений.

Шкала порядка — это такой метод оценивания, при котором оцениваемые параметры, показатели, или иные объекты оценива­ния располагаются в порядке увеличения или уменьшения значе­ния параметра (показателя) или свойств объекта, причем способ определения порядка расположения не связан с какой-либо чис­ленной характеристикой оцениваемых объектов. Классическим примером оценивания с применением шкалы порядка является оценивание твердости минералов на основе шкалы Мооса. Шкала Мооса относительной твердости минералов состоит из 10 этало­нов твердости:

Материал	тальк	гипс	кальцит	флюорит	апа­тит
Балл твердости	1	2	3	4	5
Материал	ортоклаз	кварц	топаз	корунд	алмаз
Балл твердости	6	7	8	9	10

Относительная твердость определяется путем царапания эталоном шкалы Мооса поверхности испытываемого объекта. Если эталон, имеющий твердость , , царапает исследуемый обра­зец, а исследуемый образец царапает эталон с твердостью , то твердость минерала принимается равной . В рассмот­ренном примере оценивание в шкале порядка обусловлено тем фактом, что для оценивания исследуемого свойства не существует метода, позволяющего осуществить непосредственную оценку в установленных еди­ницах измерения.

Шкала порядка может служить и для оценки качества продукции. При этом возможно построение разных шкал для учета нескольких показателей качества. В этом случае суммарное качество характеризуется вектором, коор­динатами которого являются показатели свойств, учитываемых при оценке. Длина этого вектора может быть оценена по определенным правилам, которые будут рассмотрены в п. 3.5.

Шкала интервалов - это такой метод оценивания, при кото­ром существенной характеристикой является разность между зна­чениями оцениваемых параметров, которая может быть выражена числом установленных в этой шкале единиц. При этом начало от­счета может быть установлено произвольно.

При использовании этой шкалы рассматривают разность между показателем качества образца продукции Q_i и показателем качества эталона Q_э:

ΔQ_i = Q_i - Q_э. (3.1)

Здесь возможны два случая:

a) Увеличение показателя качества Q_i, а, соответственно, показателя ΔQ_i ведет к повышению качества (максимальное число оборотов шпинделя станка). Тогда качество образца продукции «А» будет выше качества образца продукции «Б» при условии Q_А > Q_Б, и наоборот;

б) Увеличение показателя качества Q_i, а, соответственно, показателя ΔQ_i ведет к снижению качества (расход легковым автомобилем определенного класса бензина на 100 км). Тогда качество образца продукции «А» будет выше качества образца продукции «Б» при условии Q_А < Q_Б, и наоборот.

Примером шкалы ин­тервалов может служить шкала температур Цельсия. В шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда. Ин­тервал между температурой таяния льда и температурой кипения воды разбит на 100 равных интервалов — градусов. С помощью этой единицы вся шкала Цельсия разбита на градусы в положи­тельном и в отрицательном направлениях. В температурной шкале Реомюра принята другая единица измерения. В этой шкале интер­вал между температурой таяния льда и температурой кипения во­ды разбит на 80 интервалов, вследствие чего градус Реомюра больше градуса Цельсия. В температурной шкале Фаренгейта этот же интервал разбит на 180 интервалов, вследствие чего градус Фаренгейта меньше градуса Цельсия. В шкале Фаренгейта, в от­личие от шкал Цельсия и Реомюра установлено другое начало от­счета — оно сдвинуто на 32 градуса в отрицательную сторону.

Шкала интервалов применяется для характеристики таких свойств продукции, которые связаны с температурными режима­ми. Так, качество криоинструмента может быть охарактеризовано его минимальной рабочей температурой или диапазоном рабочих температур. На основе шкалы отношений можно также оценивать такие показатели качества, как морозостой­кость искусственной кожи, минимальная температура морозильной камеры в холодильнике.

При использовании шкалы отношений рассматривают отношение показателя качества продукции к показателю качества эталона -

, (3.2)

если увеличение показателя ведет к повышению качества, и

, (3.3)

если увеличение показателя ведет к снижению качества. То есть отношение составляется так, чтобы при повышении качества оно было ближе к 1, при понижении – ближе к 0.

В шкале порядка возможны логические операции, но невоз­можны арифметические действия. Если значение параметра про­дукции, измеряемого в шкале порядка, у первого вида продукции больше, чем у второго, а у третьего больше, чем у первого, то можно сделать вывод о том, что значение этого параметра у третьего вида продукции больше, чем у второго. Однако в обоих случаях нельзя сказать насколько больше. Это можно сделать, ес­ли для измерения параметра может быть применена шкала интервалов. На отградуированной шкале может быть определена раз­ность между любыми двумя значениями параметра. Но как в шка­ле интервалов, так и, тем более, в шкале порядка нельзя определить, во сколько раз значение одного параметра больше, чем значение другого параметра. Это можно сделать, если для оценки параметра используется шкала отношений. В этом смысле эта шкала является наиболее совершенной, в ней возможны все арифметические действия. Следует отметить, что шкала отноше­ний применима к большинству параметров, представляющих собой физические величины: размер, вес, плотность, сила, напряжение, частота и пр.