Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Экспертные методы управления технологичностью промышленных изделий. Монография

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2018 19 20 > Следующая >>>

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

Для оценки согласованности ранжирований экспертов внутри группы используется дисперсионный коэффициент конкордации, определяемый по формулам (3.17, 3.18). Оценка значимости коэффициента конкордации производится по критерию Пирсона Χ

(формулы 3.19,

3.20, 3.21).

Для большей наглядности полученные результаты представляются в виде гистограммы предпочтений по n показателям с нанесением линии среднего уровня предпочтений. Наиболее существенными считаются те показатели, у которых суммарные числа предпочтений окажутся больше среднего уровня, определяемого как среднее арифметическое значений уровней предпочтений показателей.

Веса существенных показателей технологичности определяем согласно формуле

∑

1ni

, (3.28)

где b

− вес i-го показателя при условии

∑

=ni

;

− среднее сум-

марное число предпочтений i-го частного показателя по всем оставленным экспертам с

; n1 − число оставшихся существенных показателей,

число предпочтений которых выше среднего уровня.

Точность предлагаемой модели во многом зависит от объективности информации, полученной от экспертов. Её можно повысить за счет правильного отбора специалистов для участия в работе экспертных групп, так как достоверность назначенных ими оценок в значительной степени определяется компетентностью экспертов [59].

Предложенная модель выбора показателей технологичности и расчёта их весов позволяет получить более достоверный результат при оценке комплексного показателя технологичности на различных этапах проектирования и технологической подготовки серийного производства изделий за счёт обоснованного отбора показателей, учёта особенностей конструкции и технологического уровня предприятия-изготовителя на базе коллективного опыта экспертов.

171

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

3.5.2. Экспериментальная проверка адекватности модели

Отраслевые нормативно-методические рекомендации по выбору состава показателей технологичности конструкций не учитывают влияния многих факторов, среди которых вид изделия, объёмы выпуска, наличие аналогов, степень полноты информации о свойствах объекта, конструктивная сложность, условия производства и др. Весовые коэффициенты показателей при комплексной оценке жёстко назначаются в зависимости от вида изделия, без учёта изменяющихся организационно-технических условий производства.

Предлагаемая модель базируется на построении дерева декомпозиции показателей технологичности с последующим экспертным выбором и назначением им весов. Используемый метод экспертных оценок позволяет сделать оценку технологичности более гибкой, дифференцированной, в большей степени отвечающей функциональной и конструктивно-технологической специфике разрабатываемого, осваиваемого или серийно выпускаемого промышленного изделия с учётом условий его эксплуатации.

Следует отметить, что от правильности построения структурной схемы показателей по этапам оценки технологичности, которые совпадают со стадиями проектирования и освоения изделия, в значительной степени зависит точность и надёжность оценок.

Как известно, технологичность конструкции изделия оценивается на всех этапах проектирования и освоения, начиная от формирования технического задания до разработки рабочей документации. Предполагается, что на каждом этапе рабочей группой на основе анализа информационных материалов строится дерево декомпозиции показателей технологичности. Оно состоит из определённого числа уровней, зависящего от сложности оцениваемого изделия и требуемой точности оценок. На нулевом уровне располагают обобщающий показатель технологичности, на следующем более низшем k-м уровне – единичные показатели, не разлагаемые на другие, более простые. Иерархическое дерево имеет связи между вершинами, которые могут быть двух видов. Наличие связи

и» означает, что вершина β-го уровня связана не менее чем с двумя

вершинами нижележащего (β - 1) уровня. Связь «только» показывает, что вершина β-го уровня соединена только с одной вершиной (β - 1) уровня. При построении структуры важно соблюдать правило деления по равному основанию, т.е. ни один показатель внутри группы не дол-

172

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

жен являться частью другого показателя. Признак деления любого комплексного показателя на показатели нижележащего уровня должен быть единым для всех показателей.

Основная цель построения дерева – предоставить эксперту наглядную информацию для более удобного и простого выбора наиболее подходящих для заданных условий оценки количественных показателей технологичности промышленного изделия. Эксперт на основе полученной классификации показателей оценивает связи, количество уровней, значимость показателей и вычёркивает на схеме ненужные показатели, которые он считает неактуальными, либо малозначащими для оцениваемого объекта. «Однородность» составляющих группу показателей при этом обеспечивает эксперту наилучшие возможности для сопоставления при определении коэффициентов весомости. Если в схеме не отражены достаточно важные показатели технологичности, эксперт может их внести в дерево декомпозиции, кратко в письменной форме мотивировав свои действия.

Рабочая группа собирает экспертные данные по анализу иерархического дерева показателей, обобщает их и строит окончательный вариант классификации показателей технологичности, который используется для последующего строгого ранжирования коэффициентов с целью определения их значимости.

Экспериментальная проверка адекватности предлагаемой модели построения иерархической структуры показателей технологичности и формирования оптимального набора показателей количественной оценки с определением их весов проводилась на серийном предприятии радиоизмерительных приборов. Требовалось выбрать оптимальный набор показателей для комплексной оценки технологичности конструкции блока высокочастотного генератора. Была сформирована экспертная группа из 7 компетентных конструкторов, схемотехников и технологов предприятия, знакомых с изделием. Они прошли отбор на компетентность согласно модели комплексной оценки компетентности эксперта, изложенной в § 2.5.

Экспертам было предложено дерево декомпозиции из 32 наименований основных и дополнительных показателей технологичности, предварительно сформированное рабочей группой на основе действующих отраслевых нормативно-технических документов и исходя из сложившегося на предприятии практического опыта отработки изделий на технологичность (рис. 3.14). Если эксперты большинством голосов (4 и

173

руд

фф

фф.

ру

фф

фф.

Коэфф. освоенности деталей

фф.

фф

фф. у

. р

фф.

р.

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

изготовления

оемкость

ии к

конст

ности

сбо

Коэ

1 уровень декомпозиции

2 уровень

Преемственность

уровень

ии

ика

себестоимость

ни

иент и

Коэ

Технологическая

ки

сбо

сложности

Коэ

ии

тиза а

стан

иент и

Коэ

ЭРЭ

именяемости п

Коэ

конструкции

ЭРЭ

яемости

повто

Коэ

изделий

применяемости

микроминиатюризации

Коэфф

марок

повторяемости

монтажного провода

Коэфф

ПП

яемости

повто

иент и

Коэ

иалов

мате

повто

Коэ

ЭРЭ ов

азме

станов

Коэ

МСБ и

МС

использования

Коэ

Приспособленность

к контролю и регу-

отверстий

повторяемости

Коэфф

Комплексный

лировке

схемы

регулируемости

оэ

в ПП

техноло

конструкции

контролепригодности

Коэфф

Рис. 3.14. Дерево показателей технологичности конструкции блока

174

ру

фф

. у

фф.

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

показатель гичности

Материалоемкость

конструкции

ии к

конст

Масса

материа

лов

использования

Коэфф

ЭРЭ

пных

пок

Стоимость

соб

формо

базы

элементной

прогрессивности

ственного изготовления

Стоимость

Коэфф

кон

струкции

материалоемкость

Удельная

образования деталей

Организационно-технический уро

вень производства

ЭРЭ

типовых

становки

согласованности

применяемости

технологических процессов

Коэфф

ЭРЭ

аботки об

подготовки

сложности

автомат

Коэ

Коэфф

автоматиз

Коэ

для монтажа и сборки

технологического оснащения

Коэффициент

ТП

автоматизации

Коэфф

груп

ойки

наст

автоматизации

применения

и оля

ициент

повых методов пайки

конт

оэ

Коэффициент

ТП

автоматизации

контроля

Коэфф. параллельности сборки

Коэффициент

МС – микросхема; МСБ – микросборка; ПП – печатная плата; ТП – техпроцесс; ЭРЭ электрорадиоэлемент

175

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

более эксперта из 7) рекомендовали тот или иной показатель технологичности, то он включался в список, формируемый на предварительном этапе. Эксперты на основе полученной классификации показателей оценили связи, количество уровней, значимость показателей и выбрали по схеме декомпозиции 21 показатель.

Некоторые предложенные рабочей группой показатели были отвергнуты экспертами (их оказалось 11), и они перечёркнуты на дереве декомпозиции показателей (см. рис. 3.14). Одним из экспертов было предложено включить в номенклатуру показателей коэффициент автоматизации контроля и настройки (на схеме выделен пунктирными линиями). При этом в пользу включения этого показателя приводились следующие доводы. В составе технологического процесса изготовления блока формирования импульсов значительную часть составляют операции настройки и контроля функциональных узлов. Это связано и с тем, что в качестве элементной базы в блоке широко используются микросхемы и микросборки. Это в значительной мере влияет на выходные параметры блока, а потому увеличивается удельный объём и трудоёмкость настроечно-регулировочных операций, тем более, что программа выпуска является значительной. От автоматизации этих операций, использования специальных настроечно-регулировочных стендов и измерительной аппаратуры во многом зависит трудоёмкость изготовления всего изделия.

С обоснованием эксперта по коэффициенту автоматизации и механизации контроля и настройки согласилось большинство остальных членов группы, поэтому решено было включить его в состав номенклатуры показателей. Таким образом, на втором этапе отбора показателей технологичности электронного блока экспертам был предложен для ранжирования список показателей из 22 позиций. С помощью разработанной автоматизированной системы отбора показателей технологичности эксперты проранжировали показатели по парам, исходя из критерия их информативности о комплексной технологичности конструкции блока. Обобщённые результаты сравнения представлены в табл. 3.8.

Суммарное и среднее число предпочтений экспертов по показателям вычислялось системой согласно формулам (3.24) и (3.25). Для отсечения статистически противоречивых данных были вычислены коэффициенты Спирмэна и критерий Диксона по каждому эксперту согласно формулам (3.26) и (3.27). Результаты проверки представлены в табл.

3.9.

176

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

№

Таблица 3.8

Результаты ранжирования показателей технологичности блока

радиоизмерительного генератора

Число предпочтений показателя

у эксперта

Наименование показателя

1 2 3 4 5 6 7

п/п

1 Трудоемкость изготовления 18 19 18 20 20 19 21 135 19,28 2 Технологическая себестоимость 17 18 18 19 19 18 20 129 18,43

3 Коэффициент унификации 15 14 13 10 15 13 16 96 13,71 4 Коэффициент стандартизации

8 9 9 12 9 9 9 65 9,29

конструкции

5 Коэффициент повторяемости элек-

9 13 9 11 13 11 11 77 11,00

трорадиоэлементов (ЭРЭ)

6 Коэффициент повторяемости марок

7 4 5 4 4 4 2 30 4,29

проводов

7 Коэффициент использования мик-

11 14 15 14 16 14 15 99 14,14

росхем

8 Коэффициент освоенности деталей 10 6 9 5 7 6 7 50 7,14

9 Коэффициент сложности сборки 12 8 12 11 9 8 9 69 9,86 10 Коэффициент контролепригодности 2 2 7 3 2 3 2 21 3,00 11 Коэффициент сборности конструк-

7 8 8 9 7 8 8 55 7,86

ции 12 Масса 5 2 3 2 1 2 1 16 2,29 13 Коэффициент использования мате-

14 17 16 17 16 17 16 113 16,14

риалов 14 Удельная материалоемкость 3 2 1 0 2 2 2 12 1,71 15 Коэффициент прогрессивности

5 6 5 4 7 6 7 40 5,71

формообразования деталей 16 Коэффициент сложности обработки 4 8 6 12 9 8 9 56 8,00 17 Коэффициент применения типовых

17 18 18 18 17 17 18 123 17,57

техпроцессов 18 Коэффициент автоматизации под-

16 16 14 16 13 16 13 104 14,86

готовки ЭРЭ 19 Коэффициент автоматизации кон-

14 12 12 11 11 12 11 83 11,86

троля и настройки 20 Коэффициент автоматизации уста-

16 16 17 16 16 16 16 113 16,14

новки ЭРЭ 21 Коэффициент применения группо-

10 8 4 5 6 8 4 45 6,43

вых методов пайки 22 Коэффициент согласования техно-

10 9 9 8 7 8 7 58 8,29

логического оснащения

Сум-

мар-

ное

число

пред-

поч-

те-

ний,

Сред

нее

чис-

ло

пред-

поч-

те-

ний,

177

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

Таблица 3.9

Результаты проверки статистической значимости ранжирований

экспертов

№ экс-

перта

1 0,94653 0,00000 показания отбросить 2 0,99108 0,94198 показания использовать 3 0,97440 0,58931 показания отбросить 4 0,96822 0,45870 показания отбросить 5 0,98675 0,85053 показания использовать 6 0,99382 1,00000 показания использовать 7 0,98028 0,71371 показания использовать

Коэффициент

Спирмэна, ρ

Критерий Дик-

сона, D

Результат проверки условия

Dk>D

(0,637)

пор

Показания экспертов под номерами 1, 3 и 4 были отброшены, как

не отвечающие условию D >D

, при D

пор

= 0,637. Далее все расчеты

пор

проводились с показаниями оставшихся четырех экспертов.

Были упорядочены показатели технологичности, отобранные ос-

тавшимися экспертами согласно имеющимся значениям чисел предпочтений, вычислены значения обобщённых сумм рангов каждого i-го пока- зателя по всем экспертам и коэффициент конкордации W = 0,9743, показывающий степень согласованности мнений экспертов. Проверка его на значимость по критерию Пирсона Χ

для уровня значимости α = 0,01 и

числа степеней свободы d = 21 показала, что ранжирования экспертов статистически значимы и имеют высокую согласованность. Были определены наиболее существенные показатели технологичности, числа

предпочтений которых оказались выше среднего уровня

27,10=

, вы-

численного по формуле

mkn

∑∑

Гистограмма средних суммарных чисел предпочтений показателей технологичности блока (рис.3.15) позволила отобрать наиболее важные по критерию информативности показатели (на рисунке выделены серым фоном), веса которых, вычисленные по формуле (3.28) соста-

178

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

вили: b

= 0,112; b

= 0,127; b2 = 0,120; b3 = 0,093; b5 = 0,077; b7 = 0,095; b

= 0,093; b

= 0,074; b

= 0,103.

= 0,106;

Среднее суммарное число 20 предпочтений экспертов 19,75 18,75

18 17,5 16,5 16 16 14,75 14,5 14,5 14

12 12 11,5 Средний уровень чисел предпочтений 10 9 8,5 8,5 7,75 7,75 8 6,5 6,5 6,5

4 3,5 2,25 2 2 1,5

12 14 10 6 15 21 8 11 22 16 9 4 19 5 3 18 7 20 13 17 2 1

Рис. 3.15. Гистограмма средних суммарных чисел предпочтений экспертов

Номер показателя (согласно табл. 1)

для показателей технологичности конструкции блока радиоизмерительного

генератора

Предложенный метод выбора показателей и расчёта их весов позво-

лил получить более достоверный результат при оценке комплексного показателя технологичности конструкции блока на этапе технического проекта за счёт тщательного отбора показателей, учёта особенностей конструкции и технологического уровня предприятия-изготовителя на базе коллективного опыта экспертов.

Предлагаемый метод успешно апробирован на серийных предпри-

ятиях отрасли и может быть использован при отработке изделий приборо- и машиностроения на технологичность, выборе оптимальных вари-

179

Глава 3. Применение экспертных методов в управлении технологичностью

антов конструктивно-технологических решений, повышении уровня технологичности проектируемых и осваиваемых изделий.

3.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложенные

в главе элементы методологии управления техноло-

гичностью промышленных изделий на базе применения экспертной информации отличаются комплексностью решаемых задач и позволяют поддерживать на предприятии этапы принятия проектнопроизводственных решений, синтезировать формальные методы управления технологичностью проектов со знаниями, опытом высококвалифицированных специалистов-экспертов.

В главе получены следующие научные и практические результаты.

Обоснована необходимость экспертного формирования специфи-

ческого для каждого класса изделий набора качественных факторов, всесторонне характеризующих технологичность конструкции. Предложен алгоритм предварительной классификации факторов с установлением поправочного коэффициента адекватности их рангов по подмножествам с последующим парным сравнением факторов с использованием вербальной шкалы их относительной важности по критерию информативности.

Предложено использовать метод аналитической иерархии Т. Саа-

ти для выбора наиболее предпочтительной по технологичности альтернативы. Проведена экспериментальная проверка метода на действующем предприятии для выбора наиболее технологичного варианта разрабатываемых изделий с оптимизацией экономических затрат.

Рассмотрены методологические основы современных методов

прогнозирования производственных систем, определены цели и задачи прогнозирования технологичности изделий. Выделены и исследованы источники информационной поддержки процессов прогнозирования технологичности в условиях единого информационного пространства на предприятии.

Обосновано применение экспертного метода для решения задачи

прогнозирования технологичности. Предложен метод прогнозирования технологичности изделий на базе учёта и минимизации разногласий экспертов двух профессиональных групп – конструкторов-разработчиков и технологов-изготовителей. Метод позволяет не только прогнозировать

180

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2018 19 20 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]