книги / Управление качеством

Среднее время восстановления (ТВ) − это математическое ожидание времени восстановления (ТВ) работоспособного состояния объекта после отказа:

Для случая, когда процесс восстановления рассматривается как простейший [µ (t ) = const] , имеет место равенство

Статистическая оценка среднего времени восстановления TB задается формулой

где tBi − время восстановления i-го объекта; nB − число восстановленных объектов.

В случае усеченной выборки, когда в результате испытаний объектов получено r возрастающих значений наработки (r < n)t1, t2, …, tr, а n – r объектов по истечении некоторого времени t0 ≥ tr оста-

лись исправными, параметры T и σ можно оценить по методу квантилей следующим образом.

Считаем, что за время ti вероятность выхода из строя испытываемых N объектов составляет Pi = i/N. Для этой вероятности по табл. П. 5 определяем квантили up и составляем r уравнений:

…………..

T + uprσ = tr.

271

Полученную систему уравнений решаем по методу наименьших квадратов. Для чего умножим левую и правую части каждого из уравнений системы на up1, up2, …, upr соответственно и все r уравнений сложим. В результате получим первое так называемое нормальное уравнение:

Второе нормальное уравнение получим суммированием уравнений системы (4.32):

Уравнения (4.33) и (4.34) решаем относительно неизвестных T и σ и находим таким образом их оценки.

Точность полученных значений T и σ может быть оценена с помощью уравнений:

где k = (T – t0)/σ ; f2(k) и f3(k) – вспомогательные функции, определяемые по табл. П. 6.

Пример 7. Испытания 100 ламп накаливания продолжались t0 = 500 ч. За время испытаний вышло из строя 5 ламп с наработкой до отказа в часах соответственно t1 = 50, t2 = 150, t3 = 250, t4 = 300, t5 = 450. Определить среднюю наработку до отказа ламп и среднее квадратическое отклонение, полагая, что срок службы ламп подчиняется нормальному закону.

Решение. Для вероятностей 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 по табл. П. 5 находим квантили upi :

up1 = −2,33; up2 = −2,05; up3 = −1,88; up4 = −1,75; up5 = −1,64.

272

Составляем уравнения:

T – 2,33 σ = 50,

T – 2,05 σ = 150,

T – 1,88 σ = 250,

T – 1,75 σ = 300,

T – 1,64 σ = 450.

Для решения данной системы уравнений складываем их и получаем

5T – 9,65 σ = 1200.

Затем, умножая исходные уравнения на коэффициенты при σ и суммируя, получаем

9,65T – 18,90 σ = 2160.

Решая нормальные уравнения, находим Т≈ 1315 ч, σ = 557 ч. Дляоценки точности полученныхзначений T и σ определяем

= 1315 − 500 =

k 1, 46 . 557

По табл. П. 6 находим f2 (1,46) = 33, 34; f3 (1,46) = 11,55. Тогда

Откуда σ(T ) = 320 ч, σ(σ) =190 ч.

Как видно, точность определения параметров распределения в условиях данного примера невысокая. Доверительные интервалы величиной ±2σ, что соответствует вероятности приблизительно 95 %, в данном случае составляют:

T ± 2σ(T ) =1315 ± 2 320 ч, σ± 2σ(σ) = 557 ± 2 190 ч.

273

Коэффициент готовности – вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.

Из определения следует, что коэффициент готовности характеризует готовность объекта к применению по назначению только в отношении его работоспособности. Это означает вероятность застать объект в работоспособном состоянии в произвольный период времени, причем этот момент не может быть выбран в тех интервалах, где применение объекта исключено, например, при проведении плановых регламентных работ.

Наиболее часто применяется стационарное значение коэффициента готовности, которое определяется по формуле

Из этой формулы видно, что коэффициент готовности характеризует два различных свойства объекта – безотказность и ремонтопригодность. Коэффициент готовности является безразмерной величиной, значение которой лежит в пределах 0 < Kг < 1.

Для случайных величин Т0 и Тв с экспоненциальными законами распределений коэффициент готовности определяется через интенсивности отказов и восстановлений,

или для системы, состоящей из i элементов,

Оценку коэффициента готовности можно найти по результатам испытаний на надежность и восстановление одного элемента,

274

где N – число отказов и восстановлений одного и того же элемента; τj, τв – длительности работы и восстановления элемента; j – номер отказа.

Оценку Kг* можно определить и по результатам испытания на надежность большого числа N одинаковых восстанавливаемых элементов,

где N(t0) – число исправных элементов в произвольный достаточно «удаленный» (от начала эксперимента) момент времени t0, когда можно считать потоки отказов и восстановлений стационарными.

Коэффициент оперативной готовности – вероятность того,

что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет безотказно работать в течение заданного интервала времени.

Как следует из определения, коэффициент оперативной готовности характеризует надежность объектов, необходимость применения которых возникает в произвольный момент времени, после которого требуется определенная безотказная работа. До этого момента такие объекты могут находиться как в режиме дежурства (при полных или облегченных нагрузках, но без выполнения заданных рабочих функций), так и в режиме применения – для выполнения заданных рабочих функций (задач, работ и т.д.). В обоих режимах возможно возникновение отказов и восстановление работоспособности объекта.

Коэффициент оперативной готовности определяют по формуле

где Р (tп) – вероятность безотказной работы в интервале времени (tз, tп) при условии, что в момент времени поступления заявки на приме-

275

нение tз объект находился в работоспособном состоянии; tп – время работы объекта в режиме применения.

Для экспоненциального закона распределения и простейшего потока восстановления с интенсивностью µ коэффициент оперативной готовности можно определить по выражению

Коэффициент оперативной готовности почти всегда меньше Кг и равен ему только при t = 0.

Для определения величины Kог используется статистическая оценка

где N(τ) – число элементов, исправных в момент времени t и безотказно проработавших в течение времени τ.

Коэффициент оперативной готовности позволяет количественно оценить надежность объекта в аварийных условиях, т.е. до окончания выполнения какой-то эпизодической функции.

Коэффициент простоя – вероятность того, что система будет неисправной при длительной эксплуатации,

Очевидно, что всегда имеет место равенство

Kг+ Kп= 1.

Относительный коэффициент простоя Kпо – отношение ко-

эффициента простоя к коэффициенту готовности,

Kпо = Kп/Kг = Tв/T0.

Коэффициент технического использования Kти учитывает до-

полнительные преднамеренные отключения элемента, необходимые для проведения планово-предупредительных ремонтов:

276

где Тоб – среднее время обслуживания, т.е. среднее время нахождения элемента в отключенном состоянии для производства плановопредупредительных ремонтов (профилактики).

Управление качеством и надежностью вновь проектируемой техники представляет собой определенную последовательность действий, которая представлена на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Организация структуры обеспечения надежности и качества выпускаемой продукции: сплошные линии – каналы управления, пунктирные – информационные потоки

277

5. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИПИ-ТЕХНОЛОГИЙ

5.1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ

Система обеспечения качества продукции – комплексная, состоящая из набора организационных, профилактических, контролирующих и методических мероприятий, предназначенных для обеспечения требуемых потребительских свойств производимой продукции. В то же время каждое предприятие обладает набором уникальных особенностей, т.е. теми параметрами, которые отличают его даже от родственных предприятий, а именно степенью оснащенности производственными ресурсами, номенклатурой производимой продукции, организационной структурой и т.п. Точно так же система обеспечения качества этого предприятия будет отличаться от прочих систем, и, следовательно, в вопросах описания большинства функций системы для каждого предприятия необходимо применять индивидуальный подход.

Многие предприятия, так или иначе, автоматизируют свою производственную деятельность. И, естественно, в системе обеспечения качества используется производственная информация, полученная с помощью средств автоматизации, т.е. некоторые функции системы обеспечения качества являются объектом автоматизации. Говоря об объекте автоматизации, мы предполагаем, что можно автоматизировать большую часть функций системы, поэтому под объектом информационной поддержки понимается вся система обеспечения качества. Но это не означает, что на этапе проектирования схемы информационной поддержки потребитель обязан детально описать все функции системы обеспечения качества, а не только те, которые он реально хочет и может автоматизировать. В этом случае полное описание системы будет, безусловно, полезно для представления общей структуры системы обеспечения качества, но избыточно для решения задачи автоматизации какой-то функции системы. По-

278

этому, хотя мы и говорим, что объектом информационной поддержки является система обеспечения качества, мы подразумеваем, что обязательное прохождение всех этапов проектирования схемы информационной поддержки (например, создание структур баз данных) необходимо только для автоматизируемых функций системы. Каждое предприятие самостоятельно выбирает для себя ту или иную степень автоматизации в зависимости от своих возможностей и потребности. Следовательно, от этой потребности будет зависеть и степень детализации в описании объекта информационной поддержки, которая может меняться с течением времени. Но это не означает, что при изменении ситуации при решении задач автоматизации функций системы обеспечения качества потребителю необходимо начинать проектирование схемы информационной поддержки заново. Он должен иметь возможность пользоваться результатами своих предыдущих разработок. Поэтому при описании объекта информационной поддержки должна применяться методология, обеспечивающая:

♦полноту и достоверность представления объекта поддержки в рамках решаемых объектом задач;

♦корректность выполняемых объектом действий;

♦достаточность информации для решаемых объектом задач;

♦устойчивость к внесенным в описание изменениям и дополнениям;

♦открытость для вмешательства пользователей;

♦независимость от разработчиков при эксплуатации;

♦лояльность к используемым вычислительным средствам.

5.2.ПРИМЕНЕНИЕ CALS-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ

СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Важность проблемы обеспечения качества производимой продукции не нуждается в комментариях. Однако комплексное решение проблемы обеспечения качества может быть достигнуто только на основе системного подхода и использования современных информационных технологий. Поскольку создание унифици-

279

рованных программных решений в этой области представляется сомнительным, речь может идти об унифицированной методологии автоматизированного синтеза средств информационной поддержки, представляющей собой последовательность этапов предпроектного анализа и обследования, разработки системы моделей, генерации структур информационных баз и визуального проектирования прикладных программ (приложений), предназначенных для работы в среде Интранета (сети масштаба предприятия, но построенной по технологии Интернета).

Основой такой методологии могут являться информационные технологии CALS (Continuous Acquisition and Life-cycle Support).

Управление качеством

Обеспечение требуемого качества продукции является одной из целей реализации концепции CALS. Поэтому управление качеством (Quality Management) следует отнести к базовым технологиям управления.

Управление качеством в широком смысле следует понимать как управление процессами, направленное на обеспечение качества их результатов. Такой подход соответствует идеям всеобщего управления качеством TQM, суть которых как раз и заключается

вуправлении предприятием через управление качеством.

Внаиболее общем виде управление качеством сводится к выполнению ряда процедур, представленных на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Процедуры управления качеством

280