3 Под углом а, а оптическая система 4 создаст изображение исследуемой поверхности вместе со спроецированными на нее ш грихами исходного растра в плоское ги рас гра сравнения 5

Р местах, где штрихи растра проениоуются на склоны неровностей исследз емой поверхности. o6pai [енные к проецируемому пууку рас ■ стояния между ,оседними штрихами ft" будут меньше, чем нормальный шаг /₀', р на противоположных скюнах эти pact гояния I* будут больше /₀ (рис. 11 15, а б) Изменения расст ояний пропорциональны высот ам неровностей Измеряя смещение муаровых полос можно рассчитать вы­соту неровности Промышленностью вып скаются муаровые микросю Мы, обеспе лвающж измерения параметров R, R_ma в юеделах 08 40 мкм с погрешностью не более 10...30%. Методика измерений и расчетные формулы приводятся в описании микроскопа.

Часть JI1

Основы квалиметрии и стандартизации

Г шва 12

ИЗМЕРЕНИЕ И ОЩ НИВАНИЕ КАЧЕСТВА 12.1, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В условиях рыночной экономики решающее значение приобретает конкуренгоспо< обность продукции (изделия, услуги, процесса) Чтобы быт спрос на ~о или иное изделие, оно должш | об ада гь определенными потребитель) кими свойствами: и» правно работать в соответствии со своим функциональным назначением, быть приемлемым по цене, удов- (етворягь требоваг иям безопасное ги экологии эстетики и пр.

Совокупность свойств продукции, ооуслов, швающих ее при] одность удовлетворять определенные рэтребносги в соответствии с ее на­значением, называют качеством.

Между народный опыт ноказывае г, что достигнуть высокого уровня качества можно лишь при условии проведения системы научных, тех ничгских и организационных мероприятий по управлению качеством продукции на всех стадиях ^се жизненного цикла. Но для того чтобы управлять качеством, прюоде всего необходимо уметь сто качество оценить а в идеальном случае — измерить

Квалиметрия изучает вопросы оценивания качества Само по себе обобщенное свойство, называемое качеством, не является фи­зической величиной и в строгом метрологическом понимании не мо­жет быть измерено, поскольку не существует узаконенной меры этого свойства Тем не менее на основе аналогий с измерениями фи­зических величин в квалиметрии получены прак гические рекоменда­ции по оцениванию качества, в том числе и количественному.

В разделе 1 2 отмечалось, «то определить или измерить одну ве­личину можно лишь сравнив ее с другой, известной величиной, принятой з? единицу сравнения — меру. В метроло^гии такими мерами являют» я единицы физических вели <ин Аналогом физических величин в квади метрии служат токазатели качества. Следовательно, чтобы

оценить качество, нужно сравн апь показатели качесг, ва проду кции с по- казателмии качества иднороднои продукции принятой за образец. На ос­нове сравнения можно сделать заключение о том I показатели качества какого из объектов сравнения выше, а это уже результат оценивания по шкале порядка Если же удастся определить на сколько выше или ниже, или во сколько раз выше или ниже, го качес гво будет оценено по шкале интервалов или по шкале отношений Отсюда ясно, что в ква- лиметрии на первый план выступает проблема оценивания показате­лей качества.

Понятия «физическая оеличина>» и «показатель качества» близки но - не тождественны. Физическая величина отражает объективные свойства природы, а показатель качества — общественную потребность в кон­кретных условиях Так, масса — физическая величина а масса изделия - показатель его транспортабельности освещенность — физическая ве­личина, а освещенность на рабочем месте — эргономический показа гель

Качество представляет собой сложное, многомерное слойство про­дукции, обобщенную характерис гику множества ее по греби гельских свойств. Для целей же оценивания оно преде гавляется упрощенной мо­делью. учитывающей лишь небольшое число определяю чих качество компонент По мере необходимости модель качества может совершенст­воваться в рассмотрение мог ут вк ючаться новые свойства продукции, все более полно характеризующие качество. Не исключен и обратный путь — упрощения модели

Так, моделью торга может быть выбрана модель включающая четыре его свойства вкус, crpvKTypv, цвет и форму Но можно упростить модель до предела оставив лишь дье компоненты качества вкус и форму Понятно, что оценивание качества торга по четырем показате­лям качества более полно харак .«ризу ет ка"ество пзде.ия Рассмотрим свойства и правила формирован ля показателей качества. В зависимости от того относятся ли показатели качества к ка гегории физических ве­личин или к величинам нефизическо1 о характера (экономическим, гу­манитарным социальным и тп). показатели качества выражаются, в единицах физических величин, либо в единицах назначаемых по согла­шению (например в баллах t по бальной шкале)

Показатели качества делятся на единичные и комплженые. Еди­ничные "оксзатели сносятся к одному из свойств определяющих качество комплексны. формируются из неско >ьких единичных показате­лей.

Комплексные показатели качества могут быть сформированы из единичных на оснолании известных функци .шальных зависимостей ме­жду иими, а могут представлять собой комбинацию из единичных, при­нятую по соглашению Так. выбраь в качестве единичных показателей качества радиоаппарагуры напряжение питания U и потребляемый ток /,

можно получить комплексный показатель — потребляемую мощность Р, испол ьзуя функцг чнал! hj ю зависимость F = VI

Примерим комплексного показателя качества принятого по согла­шению является коэффициент i о-"овности аппарртурь., определяемый по формуле

т

К =-

т +т

* л ¹ * в

где Г₀ — наработка на отказ' Г_в — среднее время восстановления.

В ел) чае о, сутствия объективной функциональной зависимости лля формирования комплексных показателей качества применяю^ субъе» тивный способ — расчет комплексного показа еля по принципу средне­го ^звешеннет о, используя одну из формул среднее арифметическое взвешенное

в =LiiQ ;

среднее гармоническое взвешенное

л

ч '=i 8,

= пеЛ-„—•

среднее геометрическое взвешенное Q

Посредством весовых коэффициент ов g учи гываетс а важность или ценность (вес) крждого единичного показателя качества Q,. Обычно чаи более ^ажным с 'итают показатели "азначения, т.е. показатели о^преде ляющпе основные функции для выполнения которых предназначена продукция. Задача опреде тения весов показателей качества обычно ре шлется исходя из условия:

lAl-

н

Прак икой вь работаны следующие рекомендации среднее арифметическое взвешенное испо гьзуется для вычисления комплексного показателя качества в том случае когда объелиняютсч однородные показа гели. имеющие незначительный разброс;

при значительном разбросе показателей рекомендуется использовать среднее гармоническое взвешенное

Наиболее универсальным приемом формирования комплексного по­казателя считаю, комплексирование по принципу среднего геомет­рического взвешенного По згой схеме объединяю единичные показате­ли, когда они неоднородны (относятся к разнородной продукции или разным условиям ее применения) и имеют значительный разброс

Если в состав комплексного показателя влодят разнородные показа тели качества, их необходимо ныразить в относительной форме

Пример. Проектор ггся стрел >чный boj метр с метрог я и гескими харапевисл к<- ми (заданными):

верхниг пр-дел из; 1ерени" Q, = 1000 В g_t = 0 2

класс .'очности Qi- 1,0 gj = 0.6

время окоения подвижной части Q₂ = 4 с g_s= 0.2

Необходимо сформировать комплексный показате п> качества ьольт метра характе ризуюший err метрологический vровен» Весовые к. эффиииенты g, получены группой специалистов жспертов В комтексный показатель объединяются разнородные еди ничные показатели. Их необ юдимо выразить в относительной форме. Дня этого введем нор мир; ющие зна< ения показателей приняв за нормирующие заданны^р значения показа 1слей то1да:

Q, _ Ю00 Q, Q, _4_

Щ* Ю01 |j »1,0 ' Щ 4 Применив формул среднег > рифме л.ческ го взвешенного по [учим е_Л =0,2-1 + 0,614 0,2-1 = 1.

В дальнейшем после изготовления опытных образцов вольтметра разраоот«ик бу дет имел» возможность сравни.ь к< мп..ексннй показатель качесп а образца .аданным та ением и таким образом оцени гь качество разработки.

При оценивании свойств продукции комплексным показателем качества не исключены попы тки компенсировать низкие тачения одних единичных показат елей необоснованным завышением других. Для ис­ключения такой возможности комплексный показатель качества домно- жаю г на коэффициент вето Это г ко »ффициент обращает я в нуль при выходе .юбого из важнейших единичных показателей за допустимые пределы и равен единице во всех осп альных случаях Благодаря этому, комплексный показатель качества падг.ет до нуля, если хотя бы одно из важных свойств продукции недопустимо мало.

Полученные на основе единичных показателей, комплексные пока затели качества можно пролол кать объединять в комплексные показа тели боке высокого уровня Тисим образом. стр1ктура показателей качества лвляетсл многоуровневой. При переходе к гоказа елям более высокого уровня, модель качества прс дукнии становится все более гру­бой. пока не сведется к описание качества одним единственны и показа­телем — о5общеннък,1 пока ютелем

Комплексные показатели качества могут бьгхь сформированы при­менительно к определенной гр> ппе сеойств продукции Такие показате­ли называются pj пповыми Так для промышленной продукции группо­выми показателями ка >ества являю я показатели на шачения, надеж­ности безопасности и др

Разновидностью комплексного показателя, позволяющего оцени гь качество с экономических позиций является инте ральный показатель ачества Его определяю как отношение суммарного полезного эффек та от испо .ьзования продукции к величине затрат на ее создание и экс­плуатацию. Примером интегрального показателя качества автомобиля могут служить удельные згтра гы на 1 км пробе] а

где и 5, — соответс I венно, себестоимость и затраты на эксплуат ацию автомобиля до капитального ремонта L — пр- бег автомобиля до капи тальною реминта

12.7 МЕТОДЫ ОПРГЧЕ1ЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ К\ЧЕСТВ\

Для определения значений показа гелей качества могут быт ь исполь­зованы инструментальные и экспертные методы

Инструментальные методы применяются в ограниченных случаях, ко1да показатели качества преде гавляют собой физические ве­личины и существуют измерительные инструменты (средства измерения), „б~адающке нормированными метро югическими арактери иками Инструментальные о 'ределения показателей качества сводятся, таким бразом; к решению обычных измерительных задач метрологии

Экспертные методы оценивания показателей качества применяют тогда, когда использование - ехнических средств измерения, невозможно или экономически не оправдано. Экспер гные методы ис­пользуют, например, для оцеьивания эргономических и эстетических показателей, в спорте в iуманитарных областях наук. Используются все виды и? мери тельных шк&т. вплоть до шкалы отношений

Разно видное гями экспер гного метода являют» я opi анс т оптический и социоло) ический методы

Оргаьолептическил метод оценивания основан на определении свойств объекта с помощью органов чувств человека зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса Например, оценка качества чая дегустато­рами

Социологические методы строятся на массовых опрогах населенна или его групп, когда каждый индивидуу м выступает в роли эксперта.

Общим для тсех экспертных методов является представление о человеке-эксперге как о некотором «нетехническсм» cpt *стве измерения При этом по гагаюг что меру соответствующего свойства человек созда ет в своем воображени] ■ Основываясь на -аком методологич ;ском под­ходе, экспертные оценки показателей качества нередко называют ре­зультатом измерения а саму процедуру оценивания — измерением качеств? Верен ли этот подход и оправ ^тано ни применение здесь терми­на «измерение»?

Прежде всего обметим что человек не сохраняет свои способности к оцениванию постоянными Он учится набирается оглгта пргспосабли вается, подвер! ается внешним влияниям, помнит и забывает Но воз­можно ли вообще «измерение» нематериальных величин «нетехнпчес- ким» средством с неизвестными изменяющимися свойствами, при отсут­ствии материал^-,но воспроизводимой единицы величины? С позиции определения понятия «измерениям, принятою в метрологии (раздел 1.2.), ответ на этот вопрос может быть только отрицательным. Экспертные опенки 1то веет о тишь результат грубого огениъания. но не измерения!

И. тем не менее, экспертные оценки потребительских свойств про­дукции, пока еще недоступных измерению имею¹ важное прикладн е значение, открывают возможность сравнения, классификации объек гов по интенсивности оцениваемых свойств

12.3 ФОРМИРОВАНИЕ И АТТЕСТАЦИЯ ЭКСПЕРТНЫХ КОМИССИЙ

Эксиер.ную оценку качеству продукции может дать один специа­лист, однако в целях повышения достоверности опенки предг-чтение отдается групповому методу оценивания. Для обеспечения эффев гивно- сти оценок должна тщательно подбираться и аттес говываться эксперт­ная комиссия

Основой для отбора кандидатов в эксперта} ю комиссию является прозерка их компетентности путем тестирования Для этого каждому кандидату предлагается ответить на вопросы специальных анкет По­лученные ответы оцениваются по ба'шьчой шкале, и при удовлетвори­тельных результатах кандида включаетея в группу

При формировании группы существенные затруднения связаны с проблемой обеспечения согласованности и независимости оценок экс­пертов С одной стороны, гругпа может оказать серьезное давление на своих членов группы, вынуждая напр "мер, одного из них coi лашаться с большинством даже если гот понимает, что точка фения большинства ошибочна С другой — наибо .ее влиятельные члены группы могут по­влиять на общее мнение.

На завершающем этапе формирования комиссии це [есообргзно про­вести самооценку и взаимоои.гнку эк< пертов Самооценка заключается в том, что каждь и из членов группы в строго ограниченное время отвечает на вопросы анкеты сравнив: ет их с coi чветств^ющими ответами и, таким 168 образом, проверяет свои знания, давая себе оценку. Практика показывает что экспертные группы с высокими самооценками реже ошибаются в оценке качества объектов Взаимооценка производится по той же методи­ке с той лишь разницей, что эксперты оценивают друг друга.

Все эти меры должны обеспечить необходимую согласованность мнений при оценивании свойств реальных объектов. Для проверки со­гласованности мнений т экспертов каждому из них предлагается дать оценку Q, определенному свойству объекта. Если мнение аттестуемого эксперта не оказывается крайним (наибольшим или наименьшим) в по­лученном ряду оценок, то квалификационный уровень его можно считать соответствующим уровню комиссии. В противном же случае данную им оценку считают «противоречивой» групповому мнению при доверительной вероятности 0,95 (или а = 0,05), если - Q > pS, где

Q— среднее арифметическое значение оценки; S — среднее квадра тическое отклонение индивидуальных оценок в группе.

Значение коэффициента Р для а = 0,05 принимают из табл. 12.1 в за­висимости от количества членов группы.

Пример. В результате опроса десяти специалистов (т = 10) получены следующие ин­дивидуальные оценки некоторого свойства:

е, =ю, 02=8, 23 = 15, 64=11, 05=13, е₆=12, 07= 9, е₈=10, С, =8, 2.0=11

Групповая оценка Q =(10+8+15+11+13+12+9+10+8+11): 10 =10.7.

Оценим на противоречивость мнение третьего эксперта, оценка которого макси­мальна

Расчет СКО дает: S = 4,9. По табл. 12.1 при о = 0,05 и т =10 находим, что Р = 2,18 Поскольку 15 - 10,7 < 4,9-2,18, то оценку третьего эксперта следует считать противо­речивой с вероятностью 0,95.

Более глубокой является оценка согласованности мнений группы по коэффициенту конкордации W, представляющего собой общий коэффи­циент ранговой корреляции для группы

Такая оценка производится по количественным оценкам некоторых свойств (факторов), оказывающих влияние на один конечный результат (качество).

Коэффициент конкордации рассчитывается по формуле

w= ¹²⁵

[т\п^ъ-п)У

где т — число экспертов в группе; п — число оцениваемых факторов

Таблица 12.1

Число экспертов в группе	3	4	5	6	7	8	9	10
Коэффициент р	1,15	1,46	1,67	1,82	1,94	2,03	2,11	2,18

В зависимое ги от степени сог .асованностп мнений кспертов коэффи] [й ■ ент к энкордиции может ™рини мать значение от нуля (при отсутствии сохла- сованности) до единицы (при полном единодушии) Для oi енки значимости коэффи¹ иснта конкордации необходимо и достаточно что бы

(и-1>иЖ>5с²

Значение % принимают по таб 1ице в зависимости от числа степеней свободы, у = и - 1 и принятой доверительной вероятности [12]

Пример Пяти экспертам было предложено проран^гровап ',емь факт! dp j. влияв­ших на технологический процесс. Результат ранжирования пре-[ставлен в табл. 12 2.

Таблица 122

Эксперт	Оцениваепый фактов
	I	2	3	4	5	6	7
Первой	1	2	6	4	7	3	5
Bi ирой	1	2	7	6	3	5	4
Третий	7	1	6	4	г	5	3
Четвертый	3	1	5	6	4	7	2
Пятый	1	2	6	4	5	7	3
Сумма ранюв	13	8	ТО	24	21	27	17
Олсионениг от средней суммы раш ов	-7	-12	10	4	1	7	-3
КВаДраГЫ ОТК ТипеНИЙ	49	144	100	16	1	49	9

В результате расчета получим СКО - S = 7,83; коэффициент конкор- ации W = 0 526 Такой коэффициент конкорда)-ии оказывается значи­мым для а = 0 05 Это дает основание у гверждать. что существует не слу чайная согласованность в оценках экспертоз

Как^пвг должна бьгп> численность эксперт ной гру ппы?

Теоретически эфф» ктивноегь групповой оценки с увели гением ко­личества экспертов возрастает На практике же число экспертов в группе рекоменду ется не менее 7 и не более 20 человек С ишкгм малое число экспертов резко увеличивает недостоверноегь групповой оценки слиш­ком большое — не повь шая, практически I ффективность этой оценки приводи г к ненужным дебатам

12 4. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК

Мнения экспертов выясняю гея путем их индивидуального или груп­пового опроса При решении задачи оменквания геред ними могут быть поставлены следующие задачи.