Лекции Квал / Лекция 3. Основные методы квалиметрии

9

Лекция 3. Основные методы квалиметрии.

Формирование и поддержание качества продукции происхо­дит на всех стадиях ее жизненного цикла, которые включают: исследование и обоснование разработки, разработку, производ­ство, эксплуатацию (потребление) и ремонт.

Согласно ГОСТ 15467—79 оценка уровня качества продукции — это совокупность операций, включающая выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение зна­чений этих показателей и сопоставление их с базовыми. Содержание операций оценки уровня качества на различных стадиях жизненного цикла продукции и последовательность их проведения показано на рис.1.

Для целей оценки уровня качества вся промышленная про­дукция разделена на два класса.

Первый класс (продукция, расходуемая при использовании) подразделяется на три группы:

• 1-я — сырье и топливно-природные ископаемые, про­шедшие стадию добычи, жидкое, твердое и газообразное топливо и др.;

• 2-я — материалы и продукты (лесоматериалы, искусствен­ное топливо, масла и смазки, химические продукты и др.);

• 3-я — расходные изделия (жидкое топливо в бочках, бал­лоны с газами, кабели в катушках и т. п.).

Второй класс (продукция, расходующая свой ресурс) состав­ляют две группы:

• 1-я — неремонтируемые изделия (электровакуумные и по­лупроводниковые приборы, резисторы, конденсаторы, подшипники, шестерни и т. п.);

• 2-я — ремонтируемые изделия (технологическое оборудо­вание, автоматические линии, измерительные приборы, транспортные средства и т. п.).

Указанная классификация применяется для выбора номенк­латуры единичных показателей определенной группы продук­ции, определения области их применения, обоснования выбора конкретного изделия или нескольких изделий в качестве базо­вых образцов, создания системы государственных стандартов на номенклатуру показателей качества продукции.

Номенклатуру показателей качества продукции устанавлива­ют с учетом назначения и условий ее применения, требований потребителей (заказчиков), основных требований к показателям качества продукции и области их применения. При выборе но­менклатуры показателей качества определяют: группу однород­ной продукции и входящие в нее

подгруппы и виды, номенкла­туру групп показателей качества, номенклатуру показателей ка­чества групп и подгрупп. Исходную номенклатуру показателей качества продукции устанавливают по рекомендациям табл. 1.

Таблица 1

Применяемость основных показателей качества по классам и группам продукции

Показатели качества продукции	Первый класс продукции			Второй класс продукции
	1-я группа	2-я группа	3-я группа	1-я группа	2-я группа
Назначения	+	+	+	+	+
Экономичности	+	+	+	+	+
Надежности:
безотказности	-	-	-	+	+
долговечности	-	-	-	+	+
ремонтопригодности	-	+	+	-	+
сохраняемости	+	+	+	+	+
Эргономические	-	+	+	+	+
Эстетические	-	+	+	+	+
Технологичности	+	+	+	+	+
Транспортабельности	+	+	+	+	+
Стандартизации и унификации	-	-	+	+	+
Патентно-правовые	-	+	+	+	+
Экологические	+	+	+	+	+
Безопасности	+	+	+	+	+

Примечания

1.Знак «+» означает применяемость показателей, знак «-» - неприменяемость;

2.Вместо показателей ремонтопригодности для 2-й и 3-й групп продукции применяются показатели восстанавливаемости;

3.По согласованию с заказчиком (потребителем) могут быть допущены от­клонения от рекомендаций таблицы;

Методы определения значений показателей качества продукции подразделяются на две группы: по способам получения инфор­мации — измерительный, регистрационный, органолептический и расчетный; по источникам ее получения — традиционный, экспертный и социологический.

Измерительный — основан на информации, получаемой с обя­зательным использованием технических измерительных средств, предусмотренных конструкцией изделия или дополнительных (амперметры, вольтметры, тахометры, спидометры и т. п.).

Регистрационный — используется информация, получаемая путем подсчета (регистрации) числа определенных событий, предметов или затрат, например: регистрация количества отка­зов изделия при испытаниях; затрат на создание и эксплуатацию изделия; числа частей сложного изделия, защищенных автор­скими свидетельствами и патентами. С помощью этого метода можно определить показатели технологичности, экономичности, патентно-правовые, стандартизации и унификации.

Органолептический — используется информация, получаемая в результате анализа восприятия органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. Точность и достоверность результа­тов при данном методе зависит от способностей, квалификации и навыков лиц, выполняющих эту работу, а также от возможно­сти использования специальных технических средств, повы­шающих разрешающие способности организма человека (микроскопы, микрофоны, лупы). Этот метод наиболее широко применяется при оценке качества предметов потребления, в том числе продуктов питания (напитки, кондитерские, табачные и парфюмерные изделия), а также их эргономичности, экологичности, эстетичности.

Расчетный — основан на использовании теоретических или эмпирических зависимостей показателей качества продукции от ее параметров. Применяют в основном при проектировании про­дукции, когда она не может еще быть объектом эксперименталь­ного исследования (отсутствует опытный образец) и служит для определения производительности, мощности, прочности и т. д.

Традиционный — показатели качества определяются должно­стными лицами (работниками) специализированных экспери­ментальных лабораторий, полигонов, стендов и расчетных под­разделений предприятий — конструкторских отделов, вычисли­тельных центров, служб надежности. Информация о показателях формируется в процессе испытаний продукции, условия прове­дения которых должны быть приближены к нормальным или форсированным эксплуатационным, например, в условиях по­лигонов автомобильных и тракторных предприятий, испыта­тельных площадок и стендов энергетических турбин авиацион­ных двигателей, телеграфных аппаратов и т. д.

Экспертный — определение значений показателей качества осуществляется на основе решения, принимаемого группой спе­циалистов-экспертов. В такие группы объединяются специали­сты различных направлений знаний и практических навыков в зависимости от вида оцениваемой продукции. Каждый из чле­нов группы обладает правом решающего голоса. Этим методом пользуются в тех случаях, когда показатели качества продукции не могут быть определены более объективными методами.

Социологический — основан на сборе и анализе информации о мнении фактических или возможных потребителей продукции. Сбор информации осуществляется в ходе устного опроса или с помощью распространения анкет, а также путем организации конференций, выставок, аукционов и т. п.

Методы определения значений показателей качества, входя­щие во вторую группу, при необходимости могут использоваться совместно, что повышает достоверность результатов.

На заключительном этапе оценки качества продукции про­водятся операции по определению уровня качества. Уровень качества продукции — это относительная характери­стика ее качества, основанная на сравнении значений показа­телей качества оцениваемой продукции с базовыми значения­ми соответствующих показателей. Базовым значением показа­теля является оптимальный уровень, реально достижимый на некоторый период времени. За базовые могут приниматься следующие значения показателей качества: лучших отечествен­ных и зарубежных образцов, по которым имеются достоверные данные о качестве, а также достигнутые в некотором предыду­щем периоде времени или найденные экспериментальным и теоретическим методами.

Для оценки уровня качества продукции применяют диффе­ренциальный, комплексный или смешанный методы.

Дифференциальный метод основан на использовании единич­ных показателей, чтобы определить, по каким из них достигнут уровень базового образца, и значения каких наиболее отличают­ся от базовых. Расчет относительных показателей качества про­дукции (Q,) ведется по формуле:

(1)

где - значение i-го показателя качества оцениваемой продукции;

- значение i-го базового показателя;

i=1, ..., n - количество оцениваемых показателей.

В результате расчетов, произведенных по формуле (1), улучшению качества может соответствовать как увеличение, так и уменьшение относительного показателя, например уве­личение относительного показателя для единичной мощности (производительности и т.п.) либо его уменьшение для материалоемкости.

Если одни относительные показатели по результатам расче­тов оказались лучше, а другие хуже, применяют комплексный или смешанный метод оценки. Уровень качества оцениваемой продукции, для которой существенно важно значение каждого показателя, считается ниже базового, если хотя бы один из от­носительных показателей хуже.

Другой способ определения относительных показателей заключается в использовании эталонных и браковочных значений показателей.

, (1а)

где Q_ij - относительный показатель i-го свойства j-го варианта объекта ;

и - соответственно браковочное и эталонное аначение i-го показателя.

Благодаря нормированию значение относительного показателя является безразмерной величиной, заключённой в интервале 0< Q_ij <1.

На практике за эталонное значение нередко принимают лучшее значение показателя среди сравниваваемых вариантов объекта. Но при таком подходе к оп­ределению эталонного значения весьма велика, вероятность того, что оценка качества варианта объекта будет выражена не в шкале отношений, что очень желательно, а в шкале рангов. Чтобы исключить эту возможность, эталонное значение должно приниматься как самое лучпее в мире значение i-го показателя среди всех объектов, сходных по назначению с оцениваемым.

Что касается браковочного значения, то в качестве его принимается такое плохое значение показателя, начиная с ко­торого все другие, ещё худшие значение оценивается одинаковой оценкой Q_ij = 0.

Комплексный метод основан на применении обобщенного показателя качества продукции, который представляет собой функцию от единичных (комплексных) показателей. Обобщен­ный показатель может быть выражен главным показателем, от­ражающим основное назначение продукции, интегральным или средним взвешенным.

Если имеется необходимая информация, определяют главный показатель и устанавливают функциональную зависимость его от исходных показателей. Например, главным показателем гру­зовых автомобилей является годовая производительность в т-км, автобусов — производительность в пассажиро-километрах, энергетических турбин — годовая выработка энергии в кВт-ч, в металлорежущих станках — производительность в количестве обработанных деталей и т. п.

Интегральный (обобщенный) показатель используется тогда, когда можно установить суммарный полезный эффект от экс­плуатации или потребления продукции и суммарные затраты на создание и эксплуатацию продукции. Его расчет производится по приведенной ранее формуле (лекция 2)

.

Средние взвешенные показатели применяют, если нельзя ус­тановить функциональную зависимость главного показателя от исходных показателей качества, но возможно с достаточной сте­пенью точности определить параметры весомости усредняемых показателей.

Например, средний взвешенный арифметический показатель вычисляют по формуле

(2)

Средний взвешенный геометрический показатель определяется по следующей формуле:

, (3)

где - относительный i-ый показатель;

- коэффициент весомости i-го показателя;

i=1, ..., n – число показателей, составляющих средневзвешенный показатель.

Как правило, коэффициенты весомости удовлетворяют условию.

Коэффициент весомости - количественная характеристика значимости данного показателя среди других показателей качества продукции. Исходя из наличия и возможности получения исходной информации параметры (ко­эффициенты) весомости могут определяться методами стоимост­ных регрессивных зависимостей, предельных и номинальных значений, эквивалентных соотношений и экспертным методом.

Смешанный метод основан на одновременном использовании единичных и комплексных (обобщенных) показателей оценки качества продукции. Он применяется в тех случаях, когда сово­купность единичных показателей является достаточно обширной и анализ значений каждого из них дифференциальным методом не позволяет получить обобщающих выводов или когда обоб­щенный показатель при комплексном методе недостаточно пол­но учитывает все существенные свойства продукции и не позво­ляет получить выводы о группах свойств.

При смешанном методе необходимо часть единичных пока­зателей объединить в группы и для каждой определить соответ­ствующий комплексный показатель, при этом отдельные важ­ные показатели можно не объединять, а применять как единич­ные. На основе полученной совокупности комплексных и единичных показателей можно оценивать уровень качества про­дукции уже дифференциальным методом.

Для оценки качества совокупности видов разнородной про­дукции используются индексы качества и дефектности.

Индекс качества (Ик) — это комплексный показатель качест­ва разнородной продукции (выпущенной за рассматриваемый период времени), который равен среднему взвешенному относи­тельных значений показателей качества этой продукции. Опре­деляется он по следующей формуле:

, (4)

где - коэффициент весомости i-го вида продукции;

- комплексный показатель качества i-го вида продукции;

- базовый комплексный показатель i-го вида продукции;

i=1, ..., s – количество видов продукции.

В свою очередь коэффициент весомости определяется следующим образом

, (5)

где - стоимость i-го вида продукции произведенной за рассматриваемый период.

Индекс дефектности (Ид) — это комплексный показатель ка­чества разнородной продукции, выпущенной за рассматривае­мый период, равный среднему взвешенному коэффициентов дефектности этой продукции (коэффициентом дефектности на­зывается среднее взвешенное количество дефектов, приходя­щихся на единицу продукции). Определяется Ид по формуле:

, (6)

где - относительный коэффициент дефектности продукции i-го вида, являющийся показателем качества изготовления продукции.

Коэффициент дефектности для каждого вида продукции определяется следующим образом:

, (7)

где - базовое значение коэффициента дефектности, соответствующей определенному базовому периоду производства.

Для определения коэффициента дефектности исследуется выборка из n единиц продукции, в которой подсчитываются все дефекты, разбитые заранее на k видов. Для каждого вида устанавливается коэффициент весомости , где i=1, ..., k. Коэффициент может быть определен либо экспертным методом, либо по стоимости устранения дефекта данного вида. В конечном итоге коэффициент дефектности вычисляют по следующей формуле:

, (8)

- число дефектов каждого вида в выборке.

Индексы качества и дефектности являются универсальными по­казателями, которыми можно оценить качество продукции пред­приятия в целом и проанализировать его изменения за ряд лет.