Upravlenie_kachestvom_uchebnik

левой нормативно-технической документации, которая регламентирует выбор номенклатуры показателей качества, методики их расчета и область применения.

Предметом квалиметрии является нахождение количественных характеристик данного качества продукта, т. е. измерение качества. Все виды измерений разделяются в соответствии с приемами получения результата на группы: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называются измерения, результат которых получают непосредственно из опытных данных. Косвенными называются измерения, при которых искомая величина непосредственно не измеряется, ее значение находят из 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 решением системы соответствующих уравнений. Совместные измерения – это одновременные измерения двух или нескольких неоднородных величин для установления зависимости между ними. Так, 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. Метод непосредственной оценки – это метод измерения, в соответствии с которым 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, в соответствии с которым 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 следующие разновидности:

1)метод противопоставления, или нулевой метод, – это метод сравне-

ния 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 сопротивленияпри помощи уравновешивающего моста;

2)дифференциальный метод – это метод сравнения с мерой, при котором определяется разность между измеряемой 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 изме-

ряемая величина Qx заменяется известной величиной Q0. Величина Q0 легко воспроизводима мерой [Q]. Измеряемая величина соответствует известной

величине, т. е. Qx = Q0. Примером такого измерения является взвешивание тел на оттарированных (с указателем веса) пружинных весах. Здесь вес измеряемой массы замещает вес тарировочных (известных) грузов.

31

К числу задач квалиметрии относится выражение результатов измерений в различных формах, называемых шкалами: порядка, интервалов, отношений.

Шкала порядка используется при простейшем способе измерения, который дает только систематизированное представление о величине размеров, устанавливает 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, во втором – шкалу убывающего порядка.

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. 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.

Шкала измерений, на которой фиксируются отличия (разница) сопоставляемых размеров, носит название шкалы интервалов. На шкале интервалов значения (величины) самих измеряемых размеров остаются неизвестными, т. к. на ней откладываются только разницы между сопоставляемыми размерами. Но по данным шкалы интервалов можно не только определить то, что один размер больше или меньше другого, но и оценить, насколько 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 > Q4 > Q2 > Q3 > Q5, показано нарис. 5.

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

–∆Q1 –∆Q2

0

+∆Q4 +∆Q5

∆Q

Рис. 5. Шкала интервалов для пяти размеров

32

Математической моделью сравнения между собой двух размеров служит выражение: Qi – Qj = ∆Qij, вкотором при построении шкалы интервалов с размеромQj сравниваются все другиеразмеры Qi.

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 результат измерения в числовой форме.

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

N = Qi : Qj .

Размер Qj выступает в качестве единицы измерения, т. к. 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

N = Qi :[Q].

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 отличие от шкалы интервалов шкала отношений не имеет отрицательных значений. Со значениями N или Q возможны все математические действия. Поэтому шкала отношений широко применяется при оценке качества продукции.

Методы определения значений показателей качества подразделяются по способам и источникам получения информации. В зависимости от способа получения информации различают измерительный, регистрационный, органолептический и расчетный методы.

Измерительный метод базируется на информации, получаемой с использованием средств измерений и контроля, предусмотренных конструкцией изделия, или дополнительных (амперметры, вольтметры, тахометры, спидометры и т. п.). С помощью измерительного метода определяют значения таких показателей качества, как масса изделия, сила тока, скорость автомобиля и др.

Регистрационный метод базируется на учете информации, получаемой путем регистрации и подсчета количества определенных событий, например, отказов изделия при испытаниях, дефектных изделий в партии и т. п. Этим методом определяются показатели технологичности, экономичности, патент- но-правовые, стандартизации и унификации.

Органолептический метод использует информацию, получаемую в результате анализа восприятия органов чувств – зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса – на основе имеющегося опыта. Этот метод наиболее широко используется при оценке качества предметов потребления, в т. ч. продуктов питания, а также их эргономичности, экологичности, эстетичности.

33

Расчетный метод определения значений показателей качества продукции предполагает использование вычислений на основе известных теоретических или эмпирических зависимостей и данных, полученных другими методами. Определение производительности труда, показателей патентной защиты и чистоты, стандартизации и унификации, дисперсии, коэффициента готовности и других может быть примером применения расчетного метода.

В зависимости от источника информации методы определения зна-

чений показателей качества продукции подразделяются на традиционные, экспертные и социологические.

При традиционном методе показатели качества определяются работниками специализированных испытательных лабораторий, полигонов, стендов и расчетных подразделений предприятий – конструкторских отделов, вычислительных центров, служб надежности.

Экспертный метод устанавливает величины показателей качества на основе решений, принимаемых группой специалистов-экспертов, например товароведов, дизайнеров, дегустаторов и т. п. Экспертный метод применяется в тех случаях, когда нет возможности экспериментальным и расчетным методами или каким-либо другим способом получить объективное и точное значение показателей качества продукции. К нему прибегают, например, при нахождении величин ряда эргономических и эстетических показателей.

Социологический метод основывается на сборе и анализе мнений фактических или возможных потребителей продукции. Сбор мнений может производиться путем распространения вопросников-анкет или устного опроса на конференциях, аукционах, выставках и т. п. Социологический метод чаще всего используется при определении показателей качества товаров народного потребления.

Важнейшим вопросом квалиметрии является объективное установление уровня качества. Применительно к продукции уровень качества пред-

ставляет собой относительную характеристику качества продукции, основанную на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции со значениями соответствующих показателей ее конкурентоспо-

собного аналога (базового образца). Уровень качества является мерой качества продукции одного вида.

Весь процесс оценки уровня качества продукции можно условно разделить на три этапа и на ряд последовательных операций (рис. 6). На первом этапе в зависимости от цели оценки производится выбор номенклатуры оцениваемых и базовых показателей качества, по которым следует оценивать качество продукции. Второй этап оценки включает выбор метода оценки и непосредственное проведение оценки уровня качества. Выбор метода оценки также зависит от цели оценки уровня качества и варианта решаемой задачи. На третьем этапе производится обоснование рекомендации и принятие решений о качестве продукции.

34

Цели оценки уровня качества продукции

Выбор номенклатуры показателей качества и способов их определения

I этап оценки

Определение аналогов (базовых образцов) и их показателей качества

Выбор метода оценки уровня качества

Формирование результата оценки

II этап оценки

Оформление заключения по результатам оценки

III этап оценки

Принятие решений

Рис. 6. Основные операции по оценке уровня качества продукции

В зависимости от цели оценки в группу аналогов включают:

•базовые образцы, отражающие перспективные требования (перспективные образцы), установленные на определенный будущий период, в соответствии с которыми разрабатывается перспективная новая продукция;

•базовые образцы, отражающие высший мировой уровень на настоящий период времени (лучшие реальные образцы);

•базовые образцы отечественного производства, отражающие наиболее высокие научно-технические достижения и соответствующие потребностям и возможностям народного хозяйства, а также населения страны (реальные образцы).

Методы оценки уровня качества можно классифицировать на виды по методу определения и форме представления конечного результата (см. рис. 7).

Признак классификации	Метод оценки качества продукции
Метод определения	Аналитический, статистический,
результата оценки	экспертный, комбинированный
Форма представления	Дифференциальный, комплексный,
результата оценки	интегральный, смешанный

Рис. 7. Классификация методов оценки качества продукции

Аналитический метод предполагает использование расчетноаналитических зависимостей для определения оценочных показателей, а также для формирования конечного результата оценки. Примером ис-

35

пользования аналитического метода может служить оценка качества разнородной (совокупности различных видов) продукции, которую можно провести с помощью таких показателей, как индекс качества и дефектности.

Статистический метод использует теорию вероятностей и математическую статистику. Основывается он на выборочном наблюдении, когда по небольшому количеству проверенных изделий (выборке) оценивают качество всей партии продукции. Все виды статистической оценки основаны на выявлении характера и пределов фактического рассеивания контролируемого параметра качества изделия, например, размера, изменения химического состава по отдельным компонентам и др.

Наиболее распространенными методами статистического анализа являются: сравнение средних значений параметра с номинальными; сравнение дисперсий, оценка коэффициента корреляции, регрессионный анализ и др. Назовем наиболее важные статистические характеристики, используемые при оценке качества.

1. Среднее арифметическое значение качественного признака, характеризующее точность процесса:

х = (х1n1 + x2n2 + x3n3 + … + xnnn) / N,

(11)

λ

где N – объем выборки (N= ∑n; n − частота замера; λ – количество проб).

i=1

При нормальном распределении средний арифметический размер проверенных изделий равен номинальному. Если же эти величины не совпадают, т. е. имеет место смещение распределения, точность настройки станка или процесса недостаточна, точность процесса характеризуется показателями случайных погрешностей за межнастроечный период по мгновенным выборкам (уровень настройки, смещение центра группирования) рассеивания и стабильности его. Уровень настройки процесса исчисляется как частное от деления величины среднего смещения распределения на величину допуска:

kn = (xn – x0) / δ,

(12)

где kn – показатель уровня настройки процесса; x0 – средний арифметический размер параметра в мгновенной выборке; xn – заданный центр настройки процесса (номинал); δ – поле допуска.

При небольших значениях коэффициента точности настройки и процесса (в пределах 5 % допуска kn ≤ 0,05) брак еще будет очень маловероятным. Если величина показателя kn возрастает, то и возрастает вероятность появления брака.

2. Среднее квадратическое отклонение σ характеризует величину поля фактического рассеивания размеров. Оно рассчитывается по формулам

σ =	(х1 − х2)2n1 +(х2 − х)2n2 +...+(х1 − х)2n1	или σ = (хmax – xmin)/dn,	(13)
	N

36

где х1, х2, …, хi – фактические размеры; хmax, xmin – максимальное и минимальное значения параметра в выборке; dn – коэффициент, зависящий от объема выборки (дается в таблицах).

Для закона нормального распределения характерно рассеивание изучаемого параметра (размеров) изделий, обработанных в одинаковых условиях, в пределах ±3σ, т. е. в поле 6σ. При этом вероятность появления показателей за указанными пределами весьма незначительна (0, 27 %). Величину 6σ часто называют полем фактического рассеивания. Если 6σ ≤ δ, то точность процесса удовлетворительна.

Всякие нарушения нормальных условий производства изменяют статистические характеристики х и σ, а также положение и форму кривой нормального распределения. Это и дает возможность следить за процессом

иустанавливать моменты, когда необходимо переналадить процесс (еще до появления брака).

Экспертный метод основан на получении, обработке и свертывании информации о параметрах и свойствах оцениваемой продукции и базовых образцов при помощи экспертных процедур. Его применяют в случаях недостаточности аналитической и статистической исходной информации для проведения оценки и в случаях невозможности установления иным способом влияния отдельных составляющих (показателей) качества на его целостную оценку.

Взависимости от численности экспертов различают индивидуальный

иколлективный (групповой) методы экспертной оценки. Индивидуальный метод применяют при решении простых задач и только в том случае, когда эксперт компетентен во всех вопросах решаемой задачи. Коллективный метод используют при решении достаточно сложных задач, и особенно в тех случаях, когда ошибки, допущенные при экспертизе, могут привести к недопустимым экономическим, социальным, экологическим и другимпоследствиям.

Сущность экспертных методов оценки уровня качества заключается в усреднении полученных различными способами мнений (суждений) спе- циалистов-экспертов по рассматриваемым вопросам. Усредненная оценка (К) определяется по формуле

∑K1
	N
К = f	i=1	,	(14)
N

где N – число экспертов; К1 – оценка, данная i-м экспертом.

Наиболее распространенными экспертными методами при классифи-

кации по признаку оценки предпочтений в настоящее время при принятии решений по управлению являются метод рангов, метод непосредственного оценивания и метод сопоставлений. Последний включает две разновидности – парного сравнения и последовательного сопоставления.

37

По методу рангов эксперт осуществляет ранжирование (упорядочение) исследуемых объектов организационной системы в зависимости от их относительной значимости (предпочтительности). При этом наиболее предпочтительному объекту обычно присваивается первый ранг, а наименее предпочтительному – последний, равный по абсолютной величине количеству упорядочиваемых объектов. Более точным такое упорядочение становится при меньшем количестве объектов исследования и наоборот.

При предпочтительной (по рангам) расстановке объектов экспертизы одним экспертом сумма рангов должна равняться сумме чисел всего натурального ряда количества объектов Н начиная с единицы. Результирующие ранги объектов ранжирования, по данным опросов, определяются как сумма рангов для каждого объекта. При этом в итоге первый ранг присваивается тому объекту, который получил наименьшую сумму рангов, а последний – тому, у которого оказалась наибольшая сумма рангов, т. е. наименее значимому объекту (пример определения результирующего ранга трех объектов).

Метод непосредственного оценивания (балльный) представляет со-

бой упорядочение исследуемых объектов (например, при составлении параметрической модели) в зависимости от их важности путем приписывания баллов каждому из них. Наиболее значимому объекту дается наибольшее количество баллов по принятой шкале, диапазон шкалы оценок обычно принимается от 0 до 1, до 5, до 10 или до 100. В простейшем случае оценка может равняться 0 или 1. Иногда оценивание осуществляется в словесной форме, например: «очень важный», «важный», «маловажный». Для большего удобства обработки результатов опроса такие оценки могут переводиться в балльную шкалу (например, соответственно 3, 2, 1).

Непосредственное оценивание следует применять при уверенности полной профессиональной информированности экспертов о свойствах исследуемых объектов. По результатам оценок определяются ранг и весомость (значимость) каждого исследуемого объекта.

По результатам оценок экспертов место любого объекта можно определить по формуле

			k
		∑ Aij
			j=1
Вi =				,	(15)
		n	k
		∑ ∑ Aij
		i=1	j=1

где Bi – значимость i-го объекта (i = 1, 2, …, n), рассчитанная на основании оценок экспертов (j = 1, 2, ..., k); Аij – оценка, данная i-у объекту j-м экспертом в баллах.

Метод сопоставления осуществляется парным сравнением и последовательным сопоставлением.

При парном сравнении эксперт сопоставляет исследуемые объекты по их важности попарно, устанавливая в каждой паре наиболее важный. Все воз-

38

можные пары объектов эксперт представляет в виде записи каждой из комбинаций (объект 1 – объект2, объект 2 – объект 3 и т. д.) или вформе матрицы.

Общее количество пар сравнения равно

А = Н × (Н – 1): 2,

(16)

где Н – количество исследуемых объектов экспертизы.

В результате сравнения эксперт высказывает мнение о важности того или иного объекта, т. е. отдает одному из них предпочтение.

Сущность метода последовательного сопоставления состоит в сле-

дующем. Эксперт располагает все исследуемые объекты в порядке их важности (как метод рангов). Предварительно каждому объекту присваивается определенное количество баллов, например, по шкале от 0 до 1 (как метод оценивания). Причем самому важному объекту дается балл, равный 1,

авсем остальным – в порядке уменьшения их значимости от 1 до 0. Далее эксперт решает вопрос, будет ли важность объекта, имеющего ранг 1, больше суммы балльных оценок всех остальных объектов. Если будет, то величина балльной оценки первого объекта увеличивается до этого уровня,

аесли нет, то эксперт уменьшает эту величину до такого числового значения, чтобы она стала меньше суммы оценок всех остальных объектов. Величины оценок второго, третьего и последующих объектов по важности определяются последовательно аналогично оценке первого наиболее важного объекта. Метод последовательного сопоставления для экспертов наиболее трудоемкий, особенно это ощущается при количестве, превышающем шесть-семь исследуемых объектов.

Кразновидностям экспертных методов с определенной долей условности можно отнести органолептический и социологический. Органолептический метод основан на использовании органов чувств (вкуса, слуха, зрения, обоняния, тактильности). Он применяется при измерении численных значений показателей, например, продукции пищевой промышленности. Социологический метод базируется на опросе, сборе и анализе мнений респондентов (например, фактических или потенциальных потребителей). Опрос и сбор мнений производятся в письменной форме (с помощью анкет) или устно (на конференциях, аукционах, выставках и т. п.). При этом следует применять научно обоснованные способы опроса, математические принципы сбора и обработки информации.

Комбинированный метод представляет собой различные сочетания аналитического, экспертного и статистического методов.

По форме представления результатов оценки уровня качества однородных изделий следует использовать дифференциальный, комплексный или смешанный, а также интегральный методы. Под однородными понимают изделия одного вида, класса и назначения.

Дифференциальный метод оценки уровня качества продукции осуществляется с помощью сравнения единичных показателей качества оцениваемого вида продукции с соответствующими базовыми показателями,

39

т. е. показатель качества оцениваемой продукции Р1 сопоставляется с по-

казателем качества базового образца Р1баз, Р2 – с Р2баз,..., Рп– с Рпбаз (n – количество сравниваемых показателей качества).

Результат оценки представляется отдельно по каждому оценочному показателю. Такое сопоставление позволяет определить, достигнут ли требуемый уровень качества продукции по каждому показателю, по каким показателям и соответствующим им свойствам продукции этот уровень не достигнут. В последнем случае создаются предпосылки для определения направлений и масштабов улучшения качества продукции.

Для каждого из показателей рассчитываются относительные показатели уровнякачества оцениваемой продукции (УКi) по следующимформулам:

УКi =	Pi	или УКi =	Pi б	при i = 1, 2, …, n,	(17)
	Pi б		Pi

где Рi – численное значение i-гo показателя качества оцениваемой продукции; Рiб – численное значение i-го показателя качества базового образца; n – количество принятых для оценки уровня качества показателей.

Первая формула используется тогда, когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует улучшение качества продукции. По этой формуле необходимо вычислять относительный показатель качества для мощности, срока службы, производительности, точности, коэффициента полезного действия, электрической прочности электроизоляционного материала и др.

По второй формуле относительный показатель качества определяется тогда, когда увеличение абсолютного значения показателя соответствует ухудшению качества продукции. По этой формуле определяют относительный показатель для себестоимости, содержания вредных примесей, массы, трудоемкости, параметра потока отказов и т. п., т. к. в этих случаях улучшение качества определяется уменьшением абсолютного значения единичного показателя.

При использовании дифференциального метода оценки уровня качества продукции могут быть следующие случаи:

1)все oтнocитeльные пoкaзaтeли больше единицы;

2)все относительные показатели меньше единицы;

3)все относительные показатели равны единице;

4)часть относительных показателей больше единицы, а остальная часть – равна единице;

5)часть относительных показателей меньше единицы, а остальная часть – равна единице;

6)часть относительных показателей больше или равна единице, а остальная часть – меньше единицы.

Для первого, третьего и четвертого случаев однозначно можно сделать вывод: уровень качества оцениваемой продукции не ниже базового, а для второго и пятого случаев – ниже базового.

40