Управление качеством в приборостроении

Раздел I. Методы и средства управления качеством

____________________________________________________________________

управление качеством всех сторон жизнедеятельности (в том числе изготовлением и потреблением высококачественной товарной продукции) требует, чтобы в обществе сформировались доброжелательные, сотруднические отношения между рабочими, служащими, управляющими и работодателями.

Важный принцип достижения «всеобщего качества» состоит в стремлении каждого производителя продукции или услуг в полной мере удовлетворить требованиям потребителей. Каждый работник потребляет продукцию других работников. Поэтому задачей каждого работающего заключается в том, чтобы качество его работы удовлетворяло других – потребителей результатов его труда.

Законодательное и административное управление качеством продукции

иуслуг – это элементы всеобщего управления качеством. Важную роль в борьбе за качество играют и общественные организации. Так, например, одной из главных задач общегосударственной кампании США за повышение качества стала реализация на деле лозунга «Качество – прежде всего!» В рамках названной кампании всеобщего управления качеством в США ежегодно проводятся месячники качества, инициатором которых выступает Американское общество по контролю качества (АОКК). Это общество было организовано в 1946 г. и насчитывает уже более 53 тысяч коллективных и индивидуальных членов.

Известно, что в Японии на производственных предприятиях культивируются такие суждения, как: «Твой потребитель – исполнитель следующей производственной операции»; «Нормальному человеку стыдно плохо работать»

идругие, имеющие мировоззренческую направленность. Лозунги, которых придерживаются члены кружков качества и другие работники, таковы: «Качество определяет судьбу предприятия»; «Что сегодня кажется прекрасным, завтра

– устареет»; «Думай о качестве ежеминутно» и т.д.

Лозунги и призывы, аналогичные распространенным в США, Японии и в других странах, по отношению к качеству пропагандировались и в нашей стране. Теперь же большие надежды возлагаются на то, что рыночные отношения сами по себе (автоматически) отрегулируют и решат вопросы качества изготавливаемой на предприятиях продукции, различных услуг, уровня жизни людей и т.д. Однако исторический опыт реальной экономики свидетельствует, что без участия государственных органов управления экономикой всеобщая проблема качества не может быть решена успешно.

Анализируя действующие системы качества в их историческом (временном) появлении и развитии, можно выделить шесть этапов становления современной всеобъемлющей системы управления качеством.

1. Сначала был только индивидуальный контроль качества.

2. Потом появились цеховой контроль качества и контроль качества при приеме продукции.

3.Далее контроль качества с использованием статистических методов получения необходимых данных о качестве продукции, т.е. возник статистический контроль качества.

4. Современная система комплексного управления качеством, основанная на использовании всех предшествующих методов (систем),

31

Глава 1. Качество продукции. Предмет и область управления качеством

____________________________________________________________________

была и остается наиболее совершенной системой параметрического управления качеством продукции, работ и услуг.

5.После этого, наконец, сформировалась методология и стала практическим всеобщее руководство и управление качеством. Эволюция контроля и управление качеством, т.е. эволюция систем качества, показана схематически на рис.1.1.

Схему на рис. 1.1. не следует понимать так, что в настоящее время есть всеобщее управление качеством и не действуют другие или, что они существуют раздельно, самостоятельно и независимо. Наоборот, всеобщее управление качеством методами законодательного, административного, экономического и идеологического обеспечения и воздействия на условия, влияющие на качество, реализуются через действия других, менее общих и более приближенных к практике систем качества. Всеобщее управление качеством содержит (состоит) в своей иерархической многоуровневой структуре все другие системы управления качеством, контроля и обеспечения качества. Следовательно, другое, более широкое понятие всеобщего управления качеством выражает по существу совокупность всех методов и средств, приемов и объективных условий, используемых для управления качеством всех объектов потребления — предметов, процессов или явлений и т.д., относящихся к сфере практической экономики.

1.9. Квалиметрия. Показатели качества продукции

Содержание качества. Качество – степень соответствия присущих продукции характеристик определенным требованиям.

Характеристика как отличительное свойство может быть собственной или присвоенной, качественной или количественной. Существуют следующие классы характеристик:

•функциональные свойства (метрические, топологические, механические, кинематические, динамические, энергетические – тепломассообменные);

•свойства качества функционирования изделий (точность, надежность, взаимозаменяемость, стабильность);

•потребительские свойства.

Потребительские свойства проявляются в процессе потребления при удо-

влетворении материальных и культурных потребностей определенных групп продукции. Они определяют эффективность использования изделий по назначению, их социальную значимость, практическую полезность и эстетическое совершенство. Структура потребительских свойств служит основой для формирования перечня номенклатуры потребительских показателей качества, которые классифицируются по характеру удовлетворяемых потребностей:

-свойство, характеризующее соответствие изделия оптимальному ассортименту; моральное старение;

-функциональные свойства в полезности потребления;

-эргономические свойства продукции;

-эстетические свойства изделий;

-безопасность изделий в потреблении;

32

Раздел I. Методы и средства управления качеством

____________________________________________________________________

-экологические свойства.

Качество продукции является важнейшим показателем, определяющим ее

конкурентоспособность, экономические показатели предприятий приборостроения. Изучение методов обеспечения, оценки и управления качеством – составляет одну из центральных задач инженерного образования.

Исследованием проблем качества занимается квалиметрия – учение об измерении и количественной оценке качества объектов и процессов деятельности людей. В сферу деятельности квалиметрии входят вопросы экономического, организационного и технического характера, что вызывает необходимость в системном исследовании вопросов качества, анализу взаимосвязей с многообразными проблемами современного производства.

1.10Виды показателей качества продукции и их оценка

1.10.1.Виды показателей качества продукции

Терминология. Под качеством продукции понимают совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности соответствии с ее назначением (ГОСТ 15467–79). Количественные характеристики этих свойств называют показателями качества продукции. Таким образом, показатели качества продукции количественно характеризуют степень пригодности продукции удовлетворять определенные потребности. Эти показатели могут выражаться в различных единицах.

Рис. 1.5. Категории показателей качества продукции

Объективное свидетельство – данные, подтверждающие наличие или истинность чего-либо. Оно может быть получено путем наблюдения, измерения, испытания или другими способами.

33

Глава 1. Качество продукции. Предмет и область управления качеством

____________________________________________________________________

Контроль – процедура оценивания соответствия путем наблюдения и суждений, сопровождаемых соответствующими измерениями, испытаниями или калибровкой (руководство ИС0/МЭК2).

Испытание – определение одной или нескольких характеристик согласно установленной процедуре.

Верификация – подтверждение на основе представления объективных свидетельств того, что установленные требования были выполнены. Термин верифицировано используется ля обозначения соответствующего статуса. Деятельность по подтверждению может включать осуществление альтернативных расчетов, сравнение научной и технической документации по новому проекту с аналогичной документацией по апробированному проекту, проведение испытаний и демонстраций, анализ документов до их выпуска.

Валидация – подтверждение на основе представления объективных свидетельств того, что требования, предназначенные для конкретного использования или применения, выполнены. Термин подтверждено используется для обозначения соответствующего статуса. Условия применения могут быть реальными или смоделированными.

Процесс квалификации – процесс демонстрации способности выполнить установленные требования. Квалификация может распространяться на работников, продукцию, процессы или системы.

Анализ – деятельность, предпринимаемая для установления пригодности, адекватности, результативности рассматриваемого объекта для достижения установленных целей. Он может включать определение эффективности. Примеры: анализ со стороны руководства, анализ проектирования и разработки, анализ требований потребителей и анализ несоответствия. Анализ как вид исследования согласуется с синтезом и контролем.

Аудит (проверка) – систематический, независимый и документированный процесс получения свидетельств аудита и объективного их оценивания с целью установления степени выполнения согласованных критериев аудита.

Критерий аудита (проверки) – совокупность политики, процедур или требований, которые применяются в виде ссылок.

Экспертиза – исследование экспертами определенных вопросов, решение которых требует специальных познаний в области науки, техники, менеджмента. Она оформляется в виде заключения.

Изделие – это единица промышленной продукции, исчисляемой в экземплярах или штуках (телевизоры, резисторы, интегральные микросхемы и т. д.).

Продукция – это результат процесса, предназначенный для удовлетворения определенных общественных или личных потребностей. В свою очередь процесс – это совокупность взаимосвязанных видов деятельности, преобразующих входы в выходы.

Имеются четыре общие категории продукции:

•услуги;

•программные средства;

•технические средства (промышленная продукция);

•перерабатываемые материалы (заготовки, полуфабрикаты).

34

Раздел I. Методы и средства управления качеством

____________________________________________________________________

Свойство объективно присущее самой продукции и проявляется тем или иным образом при его применении. Свойство как объективную особенность продукции можно описывать качественно или количественно.

Количественную характеристику одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, рассматривая применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления, называют по-

казателем качества продукции.

Рассмотрим классификацию промышленной продукции. Всю продукцию обычно делят на два класса.

К первому классу относят две группы (продукция расходуемая при использовании):

1) сырье и природные топлива (металлы, руды, нефть, газ, минералы и т.

д.);

2)материалы и продукты (электро- и радиотехнические материалы, различные химические продукты и т. д.).

Ко второму (продукция, расходующая свой ресурс при использовании):

3)неремонтируемые изделия (резисторы, конденсаторы, болты, и т. д);

4)ремонтируемые изделия (приборы, технологическое оборудование, средства автоматизации и систем управления и т. д.).

Качественную или количественную характеристику свойств продукции называют признаком продукции.

Среди качественных признаков часто выделяют альтернативные, которые могут иметь лишь два взаимоисключающих варианта (например, наличие или отсутствие дефекта). Количественную характеристику свойств продукции называют параметром продукции. Он характеризует любые свойства продукции, в том числе, входящие в состав качества продукции.

Многие показатели качества продукции являются функциями ее параметров.

Различают единичные (т.е. по одному из свойств продукции) и комплексные (т.е. относящиеся к нескольким свойствам) показатели качества продукции. Если комплексный показатель отражает соотношение полезного суммарного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление, то его иногда называют интегральным показателем качества продукции. Комплексный показатель качества разнородной продукции, равный среднему взвешенному значению относительных показателей качества различных видов продукции за рассматриваемый период, называют индексом качества продукции.

Относительный показатель качества продукции – отношение значения показателя качества продукции к соответствующему базовому (т.е. принятому за исходное) значению – выражается в безразмерных числах или процентах.

1.10.2. Номенклатура показателей качества продукции

ГОСТ 22851–77 устанавливает следующую номенклатуру основных

35

Глава 1. Качество продукции. Предмет и область управления качеством

____________________________________________________________________

групп показателей качества по характеризуемым ими свойствам продукции:

• показатели назначения – характеризуют свойства продукции, основные функции, для выполнения которых она предназначена, и обусловливают область ее применения, например, точность часов или чувствительность приемника;

•показатели надежности – характеризуют свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости;

•эргономические показатели – характеризуют систему «человек – изделие» и учитывают комплекс свойств человека, проявляющихся в производственных и бытовых процессах;

•эстетические показатели – характеризуют информационную выразительность, рациональность формы, целостность композиции и совершенство производственного исполнения продукции;

•показатели технологичности – характеризуют свойства продукции, обусловливающие оптимальное распределение затрат материалов, средств труда и времени при технологической подготовке производства, изготовления и эксплуатации продукции;

•показатели транспортабельности – характеризуют приспособленность продукции к перемещению в пространстве (транспортированию), не сопровождающемуся ее использованием или потреблением;

•показатели стандартизации и унификации – характеризуют насыщенность продукции стандартными, унифицированными и оригинальными частями, а также уровень унификации с другими изделиями;

•патентно-правовые показатели – характеризуют степень обновления технических решений, использованных в продукции, их патентную защиту, а также возможность беспрепятственной реализации продукции в стране и за рубежом;

•показатели экологические – характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации или потреблении продукции;

•показатели безопасности – характеризуют особенности персонала;

Экономические показатели характеризуют затраты на разработку, изготовление, эксплуатацию или потребление продукции. Кроме того, при оценке показателей качества в условиях массового или серийного производства продукции применяют показатели серийнопригодности, характеризующие рассеивание фактических значений определенного показателя качества у различных единиц продукции одного вида.

Выделяют несколько этапов выбора номенклатуры показателей каче-

ства продукции. Вначале определяют вид (группу) продукции. Для этого используют документы, классифицирующие, продукцию по назначению и условиям применения, например межотраслевой классификатор продукции (ОКП), отраслевые методики оценки уровня качества продукции и т. д.

Затем формулируют цели применения номенклатуры показателей качества в соответствии с задачами управления качеством продукции: использование в стандартах, аттестация продукции по категориям качества, разработка

36

Раздел I. Методы и средства управления качеством

____________________________________________________________________

планов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ и др. Выбирают исходную номенклатуру групп показателей качества,

при этом обычно используют экспертный метод. Далее применяют определенный метод выбора необходимой и достаточной номенклатуры показателей качества продукции.

Рассмотрим особенности некоторых групп показателей качества. Показатели назначения. Показатели этого вида обычно играют

основную роль оценке уровня качества, их часто используют как критерии оптимизации при нахождении наилучших решений в управлении качеством.

При оценке уровня качества продукции показатели назначения необходимо применять совместно с показателями других видов.

Невозможно разработать для каждого вида продукции постоянную номенклатуру показателей назначения. Однако в отраслевых методиках оценки уровня качества должны иметься перечни наиболее часто употребляемых показателей, назначения. Например: для изделий машиностроения, приборостроения, электротехники показателями назначения являются показатели, характеризующие полезную работу, которую изделие совершает или которую можно совершить с помощью этого изделия: для станков – производительность, точность; для измерительных приборов – точность, пределы измерений.

К показателям назначения относятся показатели качества функционирования технических систем, отражающие степень приспособленности системы к выполнению поставленной задачи. Ранее для указанной цели в теории исследования операций использовался термин «эффективность» (техническая или экономическая). Однако в последние годы термин «эффективность» все чаще используется для экономического показателя, равного отношению выходного эффекта к затратам на его достижение. Чтобы избежать терминологических неясностей, целесообразно использовать в основном термин «качество функционирования систем».

Вид показателя качества функционирования и его значение во многом определяются целью, которую стремятся достичь при решении задачи. Например, одно и то же транспортное средство в определенных условиях эксплуатации может иметь высокое качество функционирования при одной задаче (цель – обеспечение безопасности движения) и низкое при другой (цель – получение максимальной прибыли).

Когда говорят о качестве функционирования технической системы, всегда подразумевают наличие типовой задачи, для решения которой она предназначена.

Показатели надежности. Номенклатура группы показателей надежности определена ГОСТ 13377–75.

Показатели безотказности характеризуют свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Показатели долговечности характеризуют свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

37

Глава 1. Качество продукции. Предмет и область управления качеством

____________________________________________________________________

Показатели ремонтопригодности характеризуют свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению причин повреждения и их устранению путем проведения ремонтов и технического обслуживания. Номенклатура показателей ремонтопригодности определена ГОСТ 21623-76.

Показатели сохраняемости характеризуют свойство объектов сохранять исправное и работоспособное состояние или свойство продуктов и материалов.

Итак, качеством называют «совокупность характерных свойств, формы, внешнего вида и условий применения, которыми должны быть наделены товары для соответствия своему назначению».

Или качеством называют «совокупность характерных особенностей формы, внешнего вида и условий эксплуатации, определяющих пригодность товаров». Все эти элементы определяются требованиями к качеству изделия, которые конкретно воплощены на этап проектирования в технической характеристике изделия в конструкторской документации и в технически условиях, предусматривающих качество сырья, конструктивные размеры и т. д.

Элементы, составляющие качество, называются показателями качества, а численное их выражение называется значением показателя качества. Среди показателей качества имеются такие, которые невозможно выразить численными значениями. Например, поскольку оттенки, внешний вид, ощущение на ощупь, запах, тембр, вкус трудно выразить, численными значениями, их определяют лишь при помощи пяти органов, чувств (т.е. органолептически). Такие показатели называют сенсорной характеристикой.

Качество конструкции. Основные элементы пригодности приборов, определяемые технической характеристикой изделия, называют качеством конструкции. При усовершенствовании качества конструкции соответственно возрастает стоимость изделия. Однако степень роста стоимости постепенно снижается и в конце концов остается почти на одном уровне. Вместе с тем с улучшением качества конструкции резко возрастает себестоимость. Данная ситуация проиллюстрирована рис. 1.6.

Рис. 1.6. Качество конструкции

Как изображено на рис. 1.6, часть диаграммы, заключенная между кривой себестоимости и кривой цены изделия и ограниченная точками их пересечения

38

Раздел I. Методы и средства управления качеством

____________________________________________________________________

Q1 и Q2, отражает рентабельность и является основанием для существования предприятия. Точку наибольшего отдаления кривых Q0 можно назвать качеством конструкции, обеспечивающим наибольшую прибыль.

Принимая решение о качестве конструкции, необходимо рассмотреть в комплексе вопросы изучения рынка, ожидаемую реализацию, технический уровень предприятия, производственную мощность оборудования, эффективность контроля, коэффициент эффективности капитальных затрат и т.п.

Рекомендуется также предусмотреть, чтобы качество конструкции не имело отклонений по следующим позициям:

•категории высшего качества;

•долговечности;

•внешнему виду, форме;

•взаимозаменяемости;

•эргономичности;

•легкости монтажа и удобству в эксплуатации;

•показателю безопасности;

•уровню распознавания перегрузок;

•категории гарантийного обслуживания;

•прочим параметрам.

Точность производства. Когда на практике начинают воплощать качество, намеченное в технических условиях и в свою очередь запрограммированное в конструкторской документации, иногда случается, что изделие не удается изготовить в точном соответствии с этой документацией. Если рассмотреть партию изделий, то в ней обнаружится разброс значений в показателях качества, т. е. отдельные изделия будут иметь отклонения. Степень соответствия показателей качества изготовленных изделий нормам качества, заданным в конструкторской документации, называют степенью соответствия техническим требованиям. Хотя принято считать, что степень соответствия техническим требованиям должна сопровождаться по возможности низким процентом дефектности (брака), однако это вовсе не значит, что он должен быть непременно нулевым. Общая сумма издержек на производство складывается из основных издержек производства, расходов на контроль и потерь из-за дефектности. И чем основательнее осуществляется контроль, тем скорее снижаются потери, связанные с дефектностью. При этом, однако, зачастую резко возрастают расходы на контроль.

1.11. Комплексные показатели качества

Для оценки качества приборов используют показатели качества, под которыми понимают количественные характеристики одного или нескольких свойств изделий, рассматриваемые применительно к определенным условиям его создания и эксплуатации.

Качество изделий является многогранным свойством. Для описания различных сторон этого свойства используют единичные показатели качества.

Не все единичные показатели могут быть выражены количественными

39

Глава 1. Качество продукции. Предмет и область управления качеством

____________________________________________________________________

мерами. Многие показатели находятся в противоречивой связи, т.е. с улучшением одного из показателей ухудшается другой. Например, возрастание надежности приборов влечет за собой повышение стоимости.

Часто о качестве изделий судят не по абсолютным, а по относительным показателям. Например, вновь разработанное изделие сравнивают с существующим прототипом, либо с каким-либо образцом, принятым за эталон (базовый).

Указанные обстоятельства затрудняют комплексную оценку качества модернизированных и вновь разработанных устройств.

Для выхода из положения используют комплексные показатели качества. Комплексный показатель качества, в отличие от единичного, характеризует несколько свойств (как минимум два каких-то свойства). Эти показатели обобщенно учитывают важнейшие единичные показатели качества и могут быть сформированы из единичных на основании известных функциональных зависимостей между ними, а могут представлять собой комбинацию из единичных, принятую по соглашению.

Обычно рассматривают два типа зависимостей (рис. 1.7).

Если известна функциональная зависимость между входными и выходными переменными, оценку качества можно выполнить с помощью расчетного метода, на этапе проектирования изделия, до его изготовления, записав уравне-

ние погрешностей в виде (см. п. 1.7.1.):

Y j Ni xi

Рис. 1.7. Два типа зависимостей Y= (x)

В этом случае можно внести изменения в области существования переменных xi , для обеспечения заданного уровня качества. Функциональные зависимости при значительном числе влияющих параметров получить трудно.

Однако, чаще приходится сталкиваться с необходимостью изготовить хотя бы опытную партию изделий и выполнить необходимые исследования.

В инженерной практике наиболее часто пользуются следующие м о- дели (выражения) комплексного показателя качества:

m

Q qi Qi ; (1.1)

i 1

m

Q m qi i , (1.2)

i 1

40