2.2. Методы квалиметрии

Для анализа и оценки качества изделий и технологических процессов в квалиметрии разработано несколько методов. Основными из них являются:

1. Экспертный метод.

2. Индексный метод.

3. Таксонометрический метод.

4. Вероятностно-статистический метод.

Кратко охарактеризуем каждый из них.

Экспертный метод квалиметрии заключается в том, что оценка качества объекта экспертизы производится на основании субъективного решения эксперта, которым может быть как одно лицо, так и группа высоко квалифицированных специалистов.

В экспертной квалиметрии выделяются два основных класса методов: интеллектуальные экспертные методы и сенсорные экспертные методы.

Механизм интеллектуальных экспертных методов состоит в следующем. Эксперт, под которым понимается одно лицо или группа лиц, располагает информацией об объекте оценки и критериях оценки. Причём, если информация об объекте экспертизы поступает в момент самой процедуры экспертизы, то информация о критериях экспертизы может накапливаться у экспертов длительное время в течение его профессиональной деятельности. На основании этой информации эксперт принимает решение, которое может выражаться в нескольких видах: в виде информации о предпочтении, т.е. в виде оценки по семантической шкале («плохо», «удовлетворительно», «хорошо», «очень хорошо», «отлично» и т.п.); в виде оценки по какой-либо числовой шкале (пятибалльной, десятибалльной, и т.д.) и, наконец, в виде решения о выборе из множества сравниваемых объектов одного наилучшего. Таким образом, механизм экспертизы связывает входную информацию, в роли которой выступает как непосредственно информация об объекте, так и информация о критериях оценки, с выходной информацией, которая содержится в решении эксперта. Саму процедуру принятия решения можно представить как некоторый оператор, преобразующий входную информацию в выходную. Этот оператор может быть известен и в той или иной мере формализован, но чаще всего его невозможно формализовать полностью, а иногда он вообще остаётся неизвестным и решение принимается почти на интуитивном уровне и, безусловно, является субъективным. Чем жёстче формализована процедура принятия решения, тем более объективной является экспертная оценка. Однако полностью исключить субъективизм в принятии решения при использовании одного эксперта невозможно. Для уменьшения субъективизма экспертных оценок, помимо стремления как можно полнее формализовать процедуру принятия решения, используют целый ряд приёмов. В частности, увеличивают численность группы экспертов; используют параллельно-независимую процедуру принятия решения каждым экспертом с последующим усреднением результатов (при шкальных оценках) или выбором окончательного решения по мажоритарному принципу; составляют группу экспертов из специалистов разных профилей; проводят самооценку и взаимную оценку компетентности членов экспертной группы и т.п.

Второй класс составляют сенсорные экспертные методы, где выходная информация к эксперту поступает непосредственно через его органы чувств, т.е. зрительный, слуховой, обонятельный и тактильный аппараты человека. К такого рода экспертизам относятся: оценка качества продукции по органо-лептическим признакам, в частности, по внешнему виду, по вкусу и запаху (дегустация пищевых продуктов), сюда же относятся: оценка качества сложных видов техники по непосредственным ощущениям их испытателей, например, в авиации, при лётных испытаниях новых типов самолётов); решения, принимаемые жюри на различных конкурсах и спортивных состязаниях и т.п. В этих случаях процедура принятия решения экспертом или экспертной группой либо совсем неформализована, либо слабо формализована и поэтому оценки здесь более субъективны, чем при интеллектуальных экспертных методах.

Индексный метод квалиметрии применяется для оценки изменений качества объектов или процессов во времени или в пространстве.

Индекс – это мера качества, построенная на основе операций нормировки по базе индексации.

Такими базами индексации выступают показатели качества объектов и процессов в базовый момент времени (смена, декада, месяц, год) или показатели качества, достигнутые ведущим предприятием, взятым за базу сравнения.

Единичным индексом называется результат нормировки какого-либо показателя качества р по базе индексации , например, в виде отношения или обратного отношения . Например, сравнивая значения показателей качества продукции одного и того же цеха, выпущенные в дневные и ночные смены, можно выявить, как влияет работа в ночную смену на качество выпускаемой продукции. В этом случае за базу индексации принимают значения показателей качества продукции, выпускаемой в дневные смены. Тогда, в случае снижения качества продукции в ночные смены, индексы качества этой продукции окажутся меньшими единицы. Аналогично можно определить индекс тех или иных показателей качества для отечественной продукции какого-то конкретного вида по сравнению с лучшими мировыми образцами. Примерно таким образом определяют технический уровень новых моделей технической продукции, запускаемых в производство, сравнивая их по показателям назначения с лучшими мировыми образцами.

При использовании комплексных (агрегатных) показателей качества можно либо использовать в качестве базы индексации такой же комплексный показатель, и тогда процедура индексации ничем не отличается от процедуры получения единичного индекса, либо получать индекс комплексного показателя по индексам составляющих его частных показателей.

В зависимости от схемы получения агрегатного показателя используют аддитивные, мультипликативные, среднеарифметические и среднегеометрические индексы:

; (2.2)

; (2.3)

; (2.4)

. (2.5)

При этом часто приходится решать следующие задачи:

1. Оценка влияния изменения единичных индексов частных показателей качества на изменение индекса обобщённого (агрегатного) показателя качества .

2. Определение отношения условного приращения обобщённого показателя качества к обобщённому показателю качества за базовый период (к базовому значению).

3. Определение доли i-го условного приращения показателя качества в полном приращении обобщённого показателя качества .

4. Построение аддитивного разложения индексного изменения мультипликативного показателя качества .

Таксонометрические методы оценки качества решают классификационные задачи оценки качества, суть которых состоит в том, чтобы по совокупности значений частных показателей качества отнести объект к одному из возможных классов.

Центральными понятиями квалиметрической таксономии являются класс качества – квалитаксон (категории качества, категории дефектности, сорта и т.п.) и классифицирующая система – классификатор (решающие правила, с помощью которых принимается решение о принадлежности объекта к одному из классов).

Построение классифицирующей системы производится разнообразными методами, заимствованными из теории распознавания образов, причём информативными признаками для классификации являются конкретные частные показатели качества. Сами же классы (квалитаксоны) формируются на основе мер близости объектов по качественным свойствам. Это означает, что не существует жёстких детерминированных правил отнесения тех или иных объектов к одному из классов (квалитаксонов). Эти классы формируются по совокупности всех показателей (признаков качества) классифицируемых объектов. Сами же эти признаки качества могут быть как измеримыми, так и неизмеримыми (в том числе определяемыми экспертным путём).

Вероятностно-статистические методы квалиметрии ориентируются на применение вероятностно-статистических моделей в методологии измерения и оценивания качества серийно выпускаемой продукции и технологических процессов. При этом используются методы как числовой, так и нечисловой статистики с применением всех типов квалиметрических шкал (количественных, порядковых и классификационных).

Таким образом, основные положения, принципы, аксиоматику и закономерности вероятностно-статистическая квалиметрия заимствует из теории вероятностей и математической статистики.

В частности, статистические методы применяются:

• для оценки статистической точности определения комплексных и обобщённых показателей и индексов качества;

• для оценки и учёта различного рода неопределённостей в моделях оценки качества;

• для статистического шкалирования показателей качества (в частности, таких показателей, как точность, дефектность и др.) и эффективности производственных процессов и технологий на основе введения квантильных («сигмовых», «двухсигмовых», «трёхсигмовых») границ распределения значений показателей;

• при построении обобщённых показателей совокупного качества продукции, производимой предприятием или группой предприятий;

• при определении статистических зависимостей общего показателя качества от частных показателей с помощью методов регрессионного, факторного, дисперсионного и конфлюэнтного анализов;

• для статистического определения весовых коэффициентов частных показателей при конструировании обобщённых (агрегатных) показателей качества;

• при статистической классификации качеств технологий и объектов техники;

• для построения эталонно-нормативной базы оценки качества при нормировании качества продукции, технологических процессов и проектных работ;

• и, наконец, для оценки стабильности качества продукции и технологических процессов при их контроле.

Методы вероятностно-статистической квалиметрии широко применяются в практике оценки качества продукции машиностроения и приборостроения и, особенно, в микроэлектронной промышленности. При этом используется несколько типов математико-статистических моделей:

- регрессионные модели, когда исследуется зависимость случайного общего показателя от неслучайных частных показателей;

• корреляционные или корреляционно-регрессионные модели, когда исследуется зависимость случайного значения общего показателя качества от случайных значений частных показателей, причём последние определены без погрешностей;

• конфлюэнтные модели, когда исследуется зависимость между случайными или не случайными общими или частными показателями качества, причём и те, и другие определены с некоторой случайной погрешностью.

В дальнейшем, при рассмотрении анализа и оценки качества продукции и технологических процессов и методов их контроля, мы будем опираться, главным образом, на вероятностно-статистические методы, являющиеся важнейшим инструментом при построении систем управления качеством.