Конспект(1)

результат измерения в числовой мере.

Градация есть установление масштаба на шкале интервалов. При наличии масштаба измерение по шкале интервалов осуществляется подсчетом числа градаций, имеющихся в интервале ΔQij. Следовательно, градация здесь служит единицей измерения. Примером измерений по шкале интервалов является измерение температур. Единица градации в этом случае называется градусом. На шкале Цельсия за начало отсчета принята реперная (опорная) точка – критическая температура замерзания воды (таяния льда). С этой температурой сравниваются все другие температуры. Однако для сравнений выбран масштабный интервал от нулевого значения температуры до температуры кипения воды. Этот интервал в данном случае разделен на 100 градаций.

В интервальной шкале Рюмера для измерения температуры в качестве реперной точки с нулевым значением показателя также принята температура таяния льда, а за интервал масштаба – температуры от точки таяния льда до температуры кипения воды. Однако этот интервал масштаба разделен не на 100 частей, как в системе Цельсия, а на 80 градаций (градусов).

Шкала отношений.

Шкала отношении – это измерительная шкала, на которой отсчитывается (определяется) численное значение измеряемой величины N как математическое отношение определенного размера Qi, к другому размеру Qj, т.е.

Q j

Размер Qj. выступает в качестве единицы измерения, так как число N показывает, сколько размеров Qj укладывается в размере Qi. При необходимости соблюдения единства (тождественности, одинаковости) измерений в качестве размера Qj используют узаконенную единицу измерения [Q].

В таком случае:

Формирование шкалы отношений по возрастанию или убыванию численных значений N или величины Q=N·[Q] есть построение шкалы отношений в цифровых пределах от нуля и возможно до бесконечности. В

21

отличие от шкалы интервалов, шкала отношений не имеет отрицательных

значений. Со значениями N или Q возможны все математические действия. Поэтому шкала отношений является наиболее совершенной и широко применяемой. Однако построение шкалы отношений и измерение с е` помощью не всегда возможно. Например, время измеряется только по шкале интервалов, а вес обычно измеряют по шкале отношений, хотя его можно измерить и по шкале интервалов, так как шкала отношений является частным случаем шкалы интервалов.

Измерение интервала по шкале отношений осуществляют по формуле (теоретической модели) вида:

Qi Q j Q1 N Q

Q Q

или

Qi Q j N Q .

Q Q

Следует отметить, что численное значение N измеряемой величины может быть различным в зависимости от принятого размера единицы измерения [Q]. Так, например, 1 метр длины может быть выражен еще и в таких величинах как 100 см, 1000 мм или 0,001 км.

Итак, в качестве основного постулата метрологии и её части – квалиметрии принимается утверждение о том, что "любое измерение по шкале отношений предполагает сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном ила дольном отношении".

1.5. ТРЕБОВАНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Под единством измерений понимается такое их осуществление, которое обеспечивает достоверность и сопоставимость результатов однородных измерений, а значения измеряемых величин при этом выражаются в узаконенных и общепринятых единицах. Вся общественная практика деятельности людей и особенно их познавательный процесс требуют одинаковости, единства сходных по сути измерений. Поэтому возникали различные единицы измерений – меры.

Например, с древнейших времен известна единица измерения – карат (от итальянского carato, через араб. кират ( ), от греч. kerátion

22

(κεράτιον) – стручок рожкового дерева (Ceratonia siliqua), семена которого

служили мерой массы) – единица измерения массы и объёма, а также мера чистоты золота. Известна также аптекарская единица измерения веса лекарственных гранул – гран ("зерно") применявшаяся в русской аптекарской практике до введения метрических мер. За 1 гран была принята масса, равная 62,2 мг.

На Руси прежде применялись такие единицы длины, как вершок ("верх перста", т.е. длина концевой фаланги указательного пальца) и пядь (от слова "пять", "пятерня" – расстояние между концами вытянутого большого и указательного пальцев). Были и такие русские меры длины, как аршин, равный примерно 0,7 метра, а также сажень (от слова "сягать", "достигать"), т.е. расстояние, на котором можно достать рукой, и равное длине трех локтей; косая сажень – предельное расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; маховая сажень – расстояние между концами пальцев раскинутых рук; верста (от "верт", "поворот" – поворот плуга обратно) – это длина борозды пашни, равная от 500 до 1000 саженей; поприще – расстояние, которое пробегает лошадь от отдыха до отдыха, равное примерно 20 верстам.

В отношении измерения веса тел долгое время тоже не было однообразия и определенности (точности). Поэтому товарообмен (торговля) был затруднен из-за отсутствия единства измерений как физических величин, так и стоимости (цены) товаров. В связи с этим в XVII–XVIII веках в ряде стран (Франции, Англии, Германии, России и др.) стали активно создаваться и приниматься государственные эталонные меры основных свойств товаров – длины, веса и цены.

Известно, что еще ученый Х.Гюйгенс, исследуя движение маятниковых часов, в 1664 г. установил, что при малых отклонениях маятника период его колебаний определяется по формуле:

где l длина маятника; q = const – ускорение свободного падения тела. Это уравнение позволяет выразить меру длины через естественную

меру времени. Он предложил единицей длины считать 1/3 длины маятника с периодом колебаний, равным 1 сек. Секунда как единица времени тогда уже была общепринятой. Идея Гюйгенса содержит естественную связь мер длины и времени, но она не была ни понята, ни принята. Однако вопрос о введении единой меры длины стал актуальным.

23

В1775 г. Тит Буратини в книге "Универсальная мера" развил идею

Гюйгенса и для обозначения универсальной единицы длины – длины секундного маятника, ввел название "метр" (от греческого слова metron, что означает – мера).

Вте же годы 1000 гран (грамм) стали называть килограммом, а его эталоном, единицей веса, был неофициально принят вес кубического дециметра воды при температуре + 4 °С.

В1736 г. в России была создана государственная комиссия по мерам

ивесам. Вскоре же из бронзы была отлита и позолочена образцовая мера веса – 1 фунт. Эталон английского фунта был создан в 1766 году.

Впервые правительство Франции 7 апреля 1795 г. официально объявило о введении десятичной системы счета мер с двумя основными, сначала временными, единицами измерений метром и килограммом. Несколько позднее (1799 г.) специальным декретом (законодательно) Национальным собранием Франции были утверждены и переданы на хранение в Национальный архив эталоны метра и килограмма. Эти эталоны получили названия "метр Архива" и "килограмм Архива". Они соответствовали прежнему метру и килограмму, но были изготовлены из сплава на основе платины.

Наши соотечественники Б.С. Якоби и Д.И. Менделеев в 1870 – 1872 гг. выступили с инициативой создания Международной комиссии по изучению метрической системы – системы измерений. А 20 мая 1875 г. 17 государств, в том числе и Россия, подписали метрическую конвенцию – соглашение, направленное на обеспечение международного единства мер. За последующие 10 лет было изготовлено 30 эталонов метра.

Первая международная Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) состоялась в 1889 г. На этом форуме Россия получила два эталона метра из платиноиридиевого сплава. Длина 1 метр на эталонах отмечалась штрихами. Последующие регулярно созываемые ГКМВ уточняли величины основных единиц измерений и совершенствовали эталоны килограмма, метра, секунды.

Решения международных ГКМВ многими странами принимались к исполнению на добровольных началах. Так, например, 14 сентября 1918 г. Совнарком РСФСР принял законодательный Декрет "О введении Международной метрической десятичной системы мер и весов".

ВI960 г на XI ГКМВ были приняты и используются по настоящее время всеми странами мира основные международные единицы измерении (СИ – система международная) и их эталоны. Последний закон

24

"Об обеспечении единства измерений" был принят в нашей стране 13

ноября 2007 г. (данные на 2010 г.). Обеспечение единства измерений осуществляется комплексом правовых, организационных, технических и экономических мер.

Правовой основой для реализации единства измерений является в законодательная метрология, создающая государственные акты и нормативные документы различного уровня (государственные и отраслевые стандарты, стандарты предприятий, технические условия, методы и т.д.), регламентирующие метрологические правила, требования и нормы.

Юридической гарантией обеспечения единства измерений выступает административная и уголовная ответственность за нарушение требований законодательной метрологии.

Организационное обеспечение единства измерений осуществляют Государственный комитет стандартизации РФ и его подразделения в регионах страны, а также ведомственные метрологические службы.

Технической базой для единства измерений является система хранения эталонов, а также система воспроизведения и распространения прототипов или эквивалентов с передачей информации о них всем заинтересованным в этом.

Экономический фактор обеспечения единства измерений состоит в объективных требованиях экономичности при создании необходимой продукции и ее рыночного товарообмена. Собственно, вся практическая экономика нуждается в единстве измерений свойств, их сочетаний, качеств, стоимостей и т.д.

1.6. ПРИНЦИПЫ КВАЛИМЕТРИИ

Так как определение качества объектов реального мира есть, посуществу, познание их важнейших свойств и сути, то следовательно, квалиметрия является методологией с комплексом различных методик, относящихся к гносеологии – теории познания. Квалиметрия считается прикладной теорией познания качества всевозможных объектов исследования.

У квалиметрии, как и у всякой научной дисциплины, есть свои методологические принципы, содержание которых состоит в нижеследующем.

1. Квалиметрия обязана давать практике хозяйственной

25

деятельности людей (т.е. экономике) общественно полезные методы

достоверной квалификационной и количественной оценки качества различных объектов исследования. В отношении оценки качества товарной продукции проблема состоит в том, что у потребителей и производителей продукции существенно разные интересы. Производитель не всегда заинтересован и часто не может создавать качественные товары, а продавать их, он стремиться по наиболее высокой цене. Потребитель же заинтересован в дешевой, но качественной продукции. Поэтому соответствующие методы оценки качества продукции могут быть разными. Задача квалиметрии - разрабатывать такие методы, приемы и средства оценивания качества продукции, которые учитывают общественные интересы потребителей и производителей.

2.Приоритет при выборе определяющих показателей для оценки качества продукции всегда на стороне потребителя.

Дело в том, что количественная оценка качества, как правило, осуществляется не по всем возможным показателям, характеризующим свойства продукции, а по нескольким наиболее значимым, определяющим показателям. В силу того, что полезный эффект от продукции достигается при ее эксплуатации или потреблении, то при оценивании качества продукции преимущественно используются те показатели, которые характеризуют способность продукции "удовлетворять определенные потребности с соответствии с ее назначением". Продукция создается для сферы потребления, поэтому в квалиметрии отдается предпочтение показателям потребительских свойств.

3.Следующий принцип можно сформулировать так: квалиметрическая оценка качества продукции не может быть получена без наличия эталона для сравнения – без базовых значений показателей определяющих свойств и качества в целом.

Абсолютные значения отдельных показателей качества еще не характеризуют качество, не являются оценочными. Для количественной оценки качества необходимо знать значения аналогичных показателей качества других или другого аналогичного образца. Конечным результатом оценки то есть количественной оценкой качества исследуемого образца продукции является относительная величина значений обобщенного показателя его качества и такого же показателя базового, эталонного образца.

4.Показатель любого уровня обобщения, кроме самого нижнего (исходного) уровня, предопределяется соответствующими показателями

26

предшествующего иерархического уровня.

Под самым низким иерархическим уровнем показателей следует понимать единичные показатели простейших свойств, формирующих качество. Более высокий иерархический уровень составляют обобщенные показатели качества. Показателем качества высшего иерархического уровня является интегральный показатель.

5.При использовании метода комплексной оценки качества продукции все разноразмерные показатели свойств должны быть преобразованы и приведены к одной размерности или выражены в безразмерных единицах измерения.

6.При определении комплексного показателя качества каждый показатель отдельного свойства должен быть скорректирован коэффициентом его весомости (значимости).

7.Сумма численных значений коэффициентов весомостей всех показателей качества на любых иерархических ступенях оценки имеет одинаковое значение (в долях от единицы или по определенной балльной шкале).

8.Качество целого объекта (в частности, продукции или процесса) обусловлено качеством его составных частей.

9.При количественной оценке качества, особенно по комплексному показателю, недопустимо использование взаимообусловленных и, следовательно, дублирующих показателей одного и того же свойства.

10.Оценивается качество только той продукции, которая способна выполнять полезные функции в соответствии с ее назначением.

Вышеперечисленные методологические принципы квалиметрии не исчерпывают всех концептуальных положений этой области науки. Однако они являются основополагающими при решении общих и частных вопросов, связанных с методами оценки качества объектов реальности и технической продукции в частности.

27

2. КВАЛИМЕТРИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

2.1. ПРОБЛЕМА КАЧЕСТВА ТЕХНИКИ

Как уже указывалось выше качество – это совокупность свойств продукции, проявляющихся при использовании по назначению. Слово "качество" стало сегодня одним из наиболее употребляемых. В современное содержание понятия о качестве, например, машин, входят не только функциональные потребительские свойства (мощность машин, их быстродействие, производительность, материало- и энергоемкость, степень автоматизации и т.д.), но и различные технологические свойства, а также характеристики таких эксплуатационных свойств, как надежность, включающая в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Немаловажное значение имеют конструкторскохудожественные особенности изделия, уровень стандартизации и унификации деталей и узлов, экологичность, безопасность эксплуатации и другие свойства.

Перед производителем стоит задача выпуска такой продукции, которая бы наиболее полно удовлетворяла потребности потребителя, при этом была экономной при эксплуатации и экологически безопасной. Решая данную задачу, производитель не только обеспечивает устойчивый спрос на продукцию, но и сохраняет окружающую среду, сокращает расходование ценных полезных ископаемых. Следовательно, выпуск качественной продукции выгоден и потребителю и производителю, а качество служит мерой успешности работы производителя.

В настоящее время отечественное машиностроение находиться в состоянии кризиса, фактически производство техники остановлено или сохраняет уровень прошлого века. Вся более менее качественная техника выпускается по зарубежным лицензиям. Некоторое исключение может составить лишь военно-промышленный комплекс, где сохранились передовые разработки прошлых лет и сейчас ведутся НИОКР различной степени интенсивности. Общее же машиностроение либо выживает, либо работает по лицензии. Следовательно, существует реальная угроза попадания в полную научно-техническую зависимость от зарубежных производителей.

Приходится, к сожалению, констатировать, что в настоящее время большинство выпускаемых отечественным машиностроением изделий (машин и оборудования) по важнейшим показателям уступают

28

зарубежной технике и не соответствуют достижениям мировой науки. В

стране практически не выпускают металлообрабатывающее оборудование, металлорежущий инструмент и оснастку. Выпускаемая сельскохозяйственная (трактора, косилки и прочее) продукция намного уступает мировому уровню качества. Отсутствует фактически производство техники для обслуживания социальной сферы. В итоге приходиться покупать у иностранного производителя их технику и расходные материалы, а главное их интеллектуальный труд. Всё это приводит к явному перекосу в экономики страны в сторону развития сырьедобывающего комплекса и продажи ценных ресурсов за рубеж. Наибольшая опасность заключается в том, что у государства нет программы комплексного возрождения промышленности, которая требует затрат на оборудование, подготовку специалистов (рабочих и инженерных специальностей), проведения обширного фронта НИОКР для промышленности. В итоге при отсутствии данной программы и решительных мер правительства, мы через 10-20 лет получим полностью раздроблённую и зависимую страну третьего сорта. Основная специальность оставшихся жить людей будет обходчик газопроводов, остальные либо будут уничтожены, либо загнаны в резервации.

Мировому уровню качества соответствуют лишь около 20 % объёма выпускаемой в стране важнейшей продукции машиностроения. К концу 80-х годов в СССР темпы обновления машиностроительной продукции составляли всего 4 % в год. Сейчас и этого нет. Наши машины и машинное оборудование обычно тяжелее аналогичных зарубежных образцов в среднем на 15 – 25 %. Из-за низкой надежности техники приблизительно 20 – 25 % металла расходуется на запасные части. Затраты трудовых и материальных ресурсов на ремонт техники растут темпами, превышающими прирост самих производственных фондов. За период с 1980 г. до 1990 г. затраты на ремонты почти удвоились. Известно, что, например, в энергетике к началу 90-х годов 20 века ремонтом занималась треть работающих в отрасли. На практике происходит так, что зачастую затраты на ремонт и содержание машин и оборудования во много раз превышают расходы на их производство. Так, например, трудоемкость содержания в технически исправном состоянии тракторов и автомобилей до первого капитального ремонта в 5 – 8 раз больше трудоемкости их изготовления, а за весь амортизационный период: тракторов – в 30 – 40, а автомобилей – в 60 – 70 раз. В автомобилестроении расходы на производство автомобилей составляют

29

1,5 % от общих расходов, затрачиваемых в течение всего жизненного

цикла изделия. Примерно 46 % расходов идет на текущие ремонты, 45,5 %

– на техническое обслуживание и 8,5 % – на капитальный ремонт. Осознание того, что наша техника хуже зарубежной, часто

приводило конструкторов и технологов к копированию зарубежных изделий. Это привело к снижению доли поисковых работ, направленных на повышение технического уровня создаваемой техники с одновременным повышением её производственной себестоимости. Чаще всего вместо создания принципиально новых машин или принципиально новых решений в разработке отдельных узлов или блоков машин совершенствовались старые. В результате такого подхода их сложность и себестоимость растут в десятки раз, а полезная отдача – в 2 – 3 раза. Практика повышения технического уровня машин любой ценой привела к тому, что из числа обследованных новых образцов машин у 40 % рост их цен превышал рост производительности. Такое положение противоестественно. Оно противоречит смыслу и цели улучшения качества продукции как источника повышения эффективности общественного производства.

Проблема качества продукции не является только экономикотехнической. Она имеет и социально-экономический аспект.

Высокое качество выпускаемой и используемой продукции машиностроения проявляется в том, насколько она удовлетворяет потребности людей, а также, насколько она позволяет сэкономить ресурсы при выполнении работ и т.д. Высокое качество изделий способствует повышению престижа предприятия-изготовителя и государства, улучшает морально-нравственный климат на производстве и в обществе. Низкий уровень качества изделий, наоборот, становится источником немалых трудностей и даже проблем не только в производственной деятельности, но и при эксплуатации, в торговле и, наконец, в быту.

Качество любой продукции, по определению, характеризует пригодность (способность) удовлетворять определенные потребности людей. Поэтому проблема качества тесно связана с таким человеческим фактором, как его потребности. Экономическая потребность – это не субъективное желание или прихоть людей, а объективная необходимость отдельных личностей и общества в целом во всем том, что обеспечивает их жизнедеятельность и развитие в условиях ограниченности сырьевых, энергетических, трудовых и других ресурсов. Поэтому высокое качество продукции, и машиностроительной продукции, выражается, прежде всего,

30