Конспект(1)

от конкретных объектов (предметов, явлений, процессов и т.п.) реального

мира и тех субъектов (отдельных людей, групп, классов или общества в целом), которые оценивают качество объектов.

1.Наиболее общим понятием качества, называемым по-философски "категорией качества", является наивысшая абстракция, содержание которой состоит только в том, что качество – это сущностная определенность объекта в силу чего он является таковым.

Впервые категория качества была проанализирована древнегреческим философом Аристотелем (384–322 гг. до н.э.). Он определял качество как видовое отличие, т.е. как "тот пребывающий видовой признак, который отличает данную сущность в её видовом своеобразии от другой сущности, принадлежащей к тому же роду". Аристотель же поставил проблемный тогда вопрос о связи качества с количеством, а немецкий ученый Гегель (1770–1831 гг.) логически доказал органическую взаимосвязь качества с количественной его определенностью. С тех пор в философии говорят о качественноколичественной определенности объективного мира. Кроме того, Гегелем же было установлено, что всякие реальные объекты с их качественноколичественной определенностью имеют свою "меру качества", свои границы, за количественными пределами которой изменяется качество объекта. Так, например, если нагревать лед, то при 0°С он становится водой, а при 100°С – паром. Эти изменения качества обусловлены

мерными количественными изменениями состояний вещества Н20.

Такого рода явления отражены в философском законе о переходе количественных изменений в качественные. При этом изменении качества его определенность (но не постоянство) сохраняется в пределах количественной меры, присущей данному качеству объекта. Очевидно, что один и тот же объект в разных условиях может иметь различные качества.

Качество как обобщенная и сущностная характеристика проявляется (реализуется) через свойства. Свойство есть обнаружение качества. Всякое свойство имеет свою интенсивность, силу проявления, т.е. количественную определенность – размер.

2.Каждое конкретное качество объекта в пределах его сущностной определенности тоже изменяется, но по количественным показателям (параметрам). Для нахождения количественных характеристик данного качества объекта используют методы физических, технических, биологических, геологических и других измерений свойств природных

11

объектов, независящих от человека и общества в целом.

Втаком случае, всякое качество – это одна из существенных сторон, признаки и особенности свойств, характеризующие сущность данного объекта, например, температура воды. Качество в таком смысле слова уже давно выражается количественно. Делается это по методикам соответствующих естественных наук.

3. Третье, понятие о качестве любого объекта, формулируется так: качество – это совокупность свойств объекта, проявляющихся в процессе его использования по назначению.

Эта формулировка значительно отличается от других тем, что в ней качество – это только то, что проявляется объектом при его использовании по назначению. Эта трактовка понятия "качество” – связана с понятием полезности и имеет как объективную, так и субъективную части в своем содержании.

Обратимся к законодательно принятым определениям понятия "качество продукции".

Вмеждународном стандарте ИСО 8402-84 "Качество. Словарь" качество продукции определено как совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности.

Отечественный ГОСТ 15467-79 дает следующее определение: "Качество – совокупность свойств продукции, обуславливающих её пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с её назначением".

Из приведенных формулировок понятия о том, что есть качество продукции, следует, что его можно оценить через количественное измерение реальных свойств продукции и соответствующую, т.е. тоже количественную, оценку тех потребностей, которым эти свойства должны удовлетворять. Степень удовлетворения совокупности важнейших свойств продукции потребностям людей и есть количественный показатель качества продукции.

Проблема адекватной количественной оценки качества продукции осложнена не метрологическими измерениями ее отдельных свойств, а в основном установлением единой численной характеристики и всех свойств, соответствующих непостоянным и в значительной мере неопределенным реально существующим и предполагаемым потребностям. Кроме того, показатели свойств оцениваемой продукции и требуемые значения тех же свойств должны быть сведены к обобщенному

12

показателю качества данной продукции.

Сопоставление и анализ на соответствие объективных свойств различной продукции с субъективными во многом потребностями отдельных людей, их групп или общества в целом была и остается сложной задачей оценки качества, но решать ее приходится специалистам различных сфер деятельности постоянно. При этом очевидно, что второй по значимости категорией квалиметрии является понятие о потребностях людей в определенном качестве продукции и о количественной оценке этих потребностей.

1.3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерение, в широком смысле этого термина – это операция или процедура, посредством которой определяется отношение одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принимаемой за известную единицу измерения. Иначе говоря, измерение – получение численного значения размера, характеризующего одно или несколько свойств объекта (предмета процесса, явления) и удовлетворяющего требованию единства измерений.

Термином "измерение" чаще называют процедуру инструментального определения значений отдельных свойств. Определение значений свойств или их сочетания, осуществляемое не инструментально, обычно называют оценкой показателей свойств или качества в целом. Оценке подвергаются в основном нефизические величины. Однако и физические величины часто оцениваются, а не измеряются инструментально. Например, определение расстояния "на глаз" есть его оценка, а результат выражается в значениях с размерностью инструментально определяемой физической величины. Оценка, в силу её специфичности, является разновидностью измерения.

Измеряемая величина – это некоторое свойство объекта, которое необходимо выразить вполне определенно. Всякое свойство индивидуально в количественном отношении и характеризуется размером. Получение информации о размере натуральных (физических) или нефизических величин, характеризующих свойства объекта, является содержанием любого измерения.

Цель любого измерения состоит в получении информации об истинном значении измеряемой величины. Однако при любом измерении полностью объективное и абсолютно истинное значение измеряемой

13

величины получить нельзя, так как размер измеряемого всегда содержит

элемент случайности, неопределенности и поэтому остается неизвестным. Поэтому задача измерения состоит не в определении абсолютно истинного значения измеряемой величины, а в том, чтобы узнать, получить о нем достоверную информацию, оценить её и выразить в той или иной приемлемой форме.

Обычно в результате изменений получают значение определяемого, близкое к истинному, и называют его действительным значением измеряемой величины (кратко – действительное значение). Простейший способ получения информации о размере измеряемой или оцениваемой величины состоит в сопоставлении его с размером другой величины по принципу: что больше, а что меньше? что лучше или хуже? что ценнее? что красивее?; и т.д. Чтобы сравнить между собой, например т размеров Q1,Q2…Qm необходимо осуществить т2 сопоставлений и произвести их ранжирование по указанному выше принципу. Значительно проще сравнить эти же т размеров однородных величин с одним эталонным размером [Q], принимаемым за единицу размера. При этом все размеры Q1,Q2…Qm получают соответствующие численные значения, N1,N2…Nm выраженные в размерности [Q], т.е.

где Q – измеренная величина;

[Q] – единичный размер измерения; N – число размерных единиц.

Данная формула является основным уравнением численных измерений. Смысл этого уравнения охарактеризовал JI.Эйлер: "Невозможно определить или измерить одну величину иначе, как, приняв в качестве известной другую величину этого же ряда и указав соотношение, в котором она находится к ней".

Все виды измерений разделяют по приемам получения результата на группы: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называются измерения, результат которых получается непосредственно из опытных данных.

Косвенными называются измерения, при которых искомая величина непосредственно не измеряется, а ее значение находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений.

Совокупные измерения – это измерения нескольких однородных величин в различных их сочетаниях, значения которых определяют

14

решением системы соответствующих уравнений.

Совместные измерения – одновременные измерения двух или нескольких неоднородных величин для установления зависимости между ними. Так, например, на основании двух одновременных измерений (температуры и размера тела) определяют коэффициент линейного расширения твердого тела.

В зависимости от используемых принципов и средств измерений совместные делятся на методы непосредственной оценки и методы сравнения.

Методом непосредственной оценки называют метод, по которому измеряемая величина определяется непосредственно – путем отсчета или снятия показателя с измерительного устройства (инструмента). Разновидностью метода непосредственного измерения является экспертный метод.

Метод сравнения – это метод измерения, по которому измеряемая величина сравнивается с известной базовой или эталонной величиной, т.е. с мерой. Результаты измерений выражаются в натуральных единицах измерений или в безразмерных единицах. Метод сравнения с мерой имеет несколько разновидностей.

1.Метод противопоставления или нулевой метод – это метод сравнения измеряемой величины с мерой, в котором измеряемая величина уравновешивается соответствующей мерной величиной. Примером такого метода измерения является определение веса тела на рычажных весах или измерение электрического сопротивления при помощи уравновешивающего моста.

2.Дифференциальный метод – это тоже метод сравнения с мерой при котором определяется разность между измеряй величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой.

При дифференциальном методе измерений происходит неполное уравновешивание измеряемой величины, и в этом состоит отличие дифференциального метода от нулевого.

3.Метод замещения – это метод сравнения с мерой, при котором

измеряемая величина QX заменяется известной величинойQO. Величина QO легко воспроизводима мерой [Q]. Измеряемая величина соответствует

известной величине, т.е. QX = QO. Примером такого измерения является взвешивание тел на оттарированных (с указателем веса) пружинных весах. Здесь вес измеряемой массы замещает вес тарировочных (известных) грузов.

15

Методы измерений постоянно совершенствуются, но их сущность,

состоящая в сравнении измеряемого размера с известным, остается неизменной.

Измерения классифицируют по различным признакам: по точности измерений различают.

Равноточные измерения – измерения с равной точностью определения измеряемой величины, выполняемые одинаковыми по точности средствами в одних и тех же условиях.

Неравноточные измерения – это ряд измерений какого-либо размера, выполненных различными по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

По числу измерений в серии различают.

Однократное измерение – измерение, выполненное один раз. Многократное измерение – измерение одного и того же размера,

результат которого получают из нескольких последовательных измерений, т.е. это измерение, состоящее из ряда однократных измерений. Могут быть двух-, трех- и четырехкратные измерения. При числе измерений больше четырех результат может быть обработан методами математической статистики. Поэтому при числе измерений больше четырех их называют многократными.

По отношению к изменению измеряемой величины измерения бывают.

Статическое измерение – это измерение, когда измеряемая величина принимается в соответствии с условиями измерительной задачи за неизменную на протяжении времени измерения.

Динамическое измерение – определение изменяющейся с течением времени величины размера. Такое изменение размера измеряемой величины требует фиксации момента времени.

По назначению различают Физико-технические или технические измерения – измерения с

использованием единиц физических величин.

Социально-экономические измерения – это определения

(оценивания) показателей, относящихся к социальным и экономическим субъектам и процессам.

Метрологические измерения – измерения с помощью эталонов и образцовых средств измерений, рабочих единиц физических величин для передачи их размера техническим средствам измерений, а также поверочные измерения для определения погрешностей измерительных

16

средств.

По форме выражения результата измерений Абсолютное или фундаментальное измерение – это прямое

измерение одного или нескольких физических размеров свойств с использованием основных натуральных единиц измерений и (или) значений физических констант.

Относительное измерение - измерение отношения измеряемой величины к одноименной величине, играющей роль единицы измерения, или измерения изменяемой величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

1.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ШКАЛЫ

Понятия физическая величина и измерение тесным образом связаны с понятием шкалы физической величины - упорядоченной совокупностью значений физической величины, служащей исходной основой для измерений данной величины. Шкала измерений это упорядоченная совокупность значений какой либо величины, которая служит основой для ее измерения.

Понятия шкалы связаны с необходимостью изучать не только количественные, но и качественные свойства объектов. Различают несколько типов шкал:

а) Шкала наименований, б) Шкала порядка, в) Шкала интервалов,

г) Шкала отношений.

Шкала наименований – это шкала, классифицирующая по названию (лат. nomen - имя, название). В её основе лежит процедура, обычно не ассоциируемая с измерением. Пользуясь определённым правилом, объекты группируются по различным классам так, чтобы внутри класса они были идентичны по измеряемому свойству. Затем каждому объекту присваивается соответствующее обозначение.

Простейший случай номинативной шкалы - дихотомическая шкала, состоящая всего лишь из двух ячеек, например: «имеет братьев и сестер - единственный ребенок в семье»; «иностранец – соотечественник»; проголосовал «за» - проголосовал «против» и т.п.

Признак, который измеряется по дихотомической шкале наименований, называется альтернативным. Он может принимать всего

17

два значения. При этом исследователь зачастую заинтересован в одном из

них, и тогда он говорит, что признак «проявился», если тот принял интересующее его значение, и что признак «не проявился», если он принял противоположное значение. Например: «Признак леворукости проявился у 8 испытуемых из 20». В принципе номинативная шкала может состоять из ячеек «признак проявился - признак не проявился».

Более сложный вариант шкалы наименований - классификация из трех и более ячеек, например: «выбор кандидатуры А - кандидатуры Б - кандидатуры В - кандидатуры Г» или «старший - средний - младший - единственный ребенок в семье» и др.

Расклассифицировав все объекты, мы получаем возможность от наименований перейти к числам, подсчитав количество наблюдений в каждой из ячеек.

Допустим, мы определим, что кандидатуру А выбрали 7 испытуемых, кандидатуру Б - 11, кандидатуру В - 28, а кандидатуру Г – всего 1. Теперь мы можем оперировать этими числами, представляющими собой частоты встречаемости разных наименований, то есть частоты принятия признаком "выбор" каждого из 4 возможных значений. Далее мы можем сопоставить полученное распределение частот с равномерным или какимто иным распределением.

Таким образом, шкала наименований позволяет нам подсчитывать частоты встречаемости разных «наименований», или значений признака, и затем работать с этими частотами с помощью математических методов.

Единица измерения, которой мы при этом оперируем - количество наблюдений (испытуемых, реакций, выборов и т. п.), или частота. Точнее, единица измерения - это одно наблюдение.

Шкала порядка.

При простейшем способе измерения (оценки), который дает только систематизированное представление о величине размеров, устанавливается соотношение сопоставляемых размеров. Метод установления определенной последовательности рассматриваемых размеров, осуществляемый попарным сопоставлением всех имеющихся размеров, называется их ранжированием.

Получаемые ранжированием ряды размеров, например, вида Q1>Q4>Q2>Q3>Q5 или Q3<Q2<Q1<Q5<Q4 представляют собой шкалы порядка. В первом случае имеем шкалу возрастающего порядка, а во втором – шкалу убывающего порядка.

18

С целью облегчения измерений по шкале порядка часто некоторые

выбранные размеры фиксируют в качестве опорных (реперных). Например, знания, интенсивность землетрясений и многое другое оценивают по реперным шкалам порядка. Реперным размерам присваиваются цифровые величины, называемые баллами. Баллы – безразмерные численные величины. Оценки по шкалам порядка широко используются в социальной сфере, в экономике, в области интеллектуального труда, в искусстве, в гуманитарных и медицинских науках, словом там, где чисто количественные измерения затруднены или пока невозможны.

Недостаток шкал порядка состоит в том, что сопоставляются между собой и ранжируются размеры, численные значения которых остаются неизвестными. Результатом сопоставления и ранжирования является сам ранжированный ряд. Измерения (правильнее называемые оценками) по шкале порядка являются малоинформативными. Они не дают возможности определить, во сколько раз один размер больше или меньше другого.

На основе шкалы порядка можно осуществить некоторые логические операции. Например, если известно, что Q1>Q2, a Q2>Q3, то следовательно и Q1>Q3, или Q1+Q2>Q3. Эта возможность логических операций по шкале порядка называется свойством транзитивности. Но на шкале порядка не могут быть выполнены какие-либо арифметические действия с неизвестными по сути дела размерами, даже если они выражены в количестве баллов. Структурная схема измерений по шкале порядка приведена на рисунке 1.1

Оценочные измерения по шкале порядка широко используются при различных контролях, например, при контроле единичных показателей качества, при классификационной их оценке, а также при сертификации продукции.

19

Шкала интервалов.

Шкала измерений, на которой фиксируются отличия (разница) сопоставляемых размеров, носит название шкалы интервалов. Эта форма отображения величин размеров является более совершенной, чем шкала порядка так в ней есть вполне определенные интервалы – части фиксированных размеров между опорными (реперными) точками размеров.

На шкале интервалов значения (величины) самих измеряемых размеров остаются неизвестными, так как на ней откладываются только разницы между сопоставляемыми размерами. Но по данным шкалы интервалов можно определить не только то, что один размер больше или меньше другого, но и оценить, на сколько, один размер отличается от другого. На этой шкале можно осуществлять арифметические действия с интервалами: складывать и вычитать их величины.

Построение шкалы интервалов для размеров, образующих ранжированный ряд Q1<Q2<Q3<Q4<Q5 показано на рисунке 1.2. Математической моделью сравнения между собой двух размеров одной служит выражение Qi – Qj = ΔQij, в котором при построении шкалы интервалов с размером Qj сравниваются все другие размеры Qi.

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

Рис. 1.2. Шкала интервалов для пяти размеров

Начало отсчета (нулевое значение величины) на шкале, интервалов выбирается произвольно. Деление шкалы на равные части, т.е. градация шкалы, тоже не регламентируется. Однако градация позволяет выразить

20