Методы квалиметрии

Для оценки уровня качества какого-либо объекта необходимо правильно выбрать метод его оценки. В основу методов оценки качества в прежней отечественной практике был, как правило, положен народнохозяйственный подход, в котором преобладал приоритет интересов общества в целом, а не потребителя, как индивидуума. Тем не менее была создана теоретическая основа измерения качества и разработаны различные методы оценки (таксонометрические, индексные, вероятностно-статистические, экспертные и др.). Это позволило создать реально применимые методы оценки качества продукции и рекомендации по их использованию. Практическую основу всех методов для однородной продукции составили дифференциальный, комплексный и сме­шанный методы. Применение они нашли на каждой из стадий жизненного цикла продукции для оценки технического, технико-экономического и других уровней качества продукции одного класса, назначения (однородной продукции) и используемой в одинаковых условиях эксплуатации.

Дифференциальный метод оценки уровня качества Он осуще­ствляется, как известно, на основе непосредственного сравне­ния единичных показателей качества оцениваемого вида про­дукции с соответствующими базовыми показателями, т.е. оцени­ваемый показатель качества Р₁ сопоставляется с таким же показа­телем качества базового образца Р_1баз, Р₂ с Р_{2баз,….,} Р_н с Р_н.баз. При этом математически такое сопоставление, с учетом класси­фикации показателей на позитивные и негативные, можно выра­зить следующей формулой:

По этой формуле можно вычислять относительные показате­ли качества. Например, достигнутое значение электрической прочности электроизоляционного материала, изготовленного на первом заводе, составляет 4 кВ/мм, на втором — 5 кВ/мм, а ба­зовое значение этого показателя — 6 кВ/мм.

Очевидно, что увеличение электрической прочности для изоляции означает улучшение качества (т.е. это позитивный по­казатель). Тогда относительный показатель качества равен:

Следовательно, на втором заводе рассматриваемый показа­тель качества выше, чем на первом, но ниже, чем базовый.

Относительный показатель для себестоимости, содержания вредных примесей, массы, трудоемкости, параметра потока от­казов и т.п. (т.е. для негативных показателей) определяется при сигнум-функции — 1. Поэтому, например, если трудоемкость из­готовления изделия составляет 200 нормо-часов, а базовое зна­чение трудоемкости — 180 нормо-часов, то

т.е. рассмотренный единичный показатель качества изделия ни­же базового.

В случае существенного различия оцениваемых и базовых показателей качества область применения приведенных формул следует ограничивать, так как они отражают только линейную зависимость К_i от Р_i. Поэтому данные формулы пригодны толь­ко при близости значений показателей качества оцениваемой и базовой продукции друг от друга (обычно до 10%).

Для показателей, имеющих в НТД ограничения предельных значений P_{i np}(например, наработка до отказа не менее 1000 часов, масса изделия не более 1,0 кг, диаметр вала 10 мм ± 0,001 мм), от­носительный показатель качества определяется так же, как и в предыдущем случае, т.е. по формулам, отражающим только ли­нейные зависимости K_i от P_i. Между тем механическое деление значений показателей не всегда дает объективный результат оценки. Например, чем выше достигнутый при изготовлении ресурс или коэффициент полезного действия электродвигателя, тем труднее его повысить. В таких случаях необходимо при оп­ределении относительных показателей исходить из нелинейной зависимости K_i от Р_i. Это несложно осуществить с помощью ко­эффициента влияния на качество В_{i вл,} который может быть в пределах В реальных пределах величи­ну коэффициента влияния целесообразно принять в пределах . Очевидно, что при B_{i вл}= 1 зависимость K_i от P_i будет линейной, а во всех других случаях — нелинейной.

Тогда для показателей, не имеющих ограничений, с учетом B_{i вл} на нелинейность К_i от P_i формула для позитивных или не­гативных показателей будет иметь следующий вид:

При наличии ограничений на предельные значения показа­телей K_i с учетом B_{i вл}на нелинейность можно определять для позитивных или негативных показателей соответственно по формулам:

Величину B_{i вл}и следует определять для каждого случая индиви­дуально, т.е. отдельно нужно рассматривать влияние на качество продукции (в зависимости от ее назначения) того или иного чис­ленного значения показателя при приближении к ограничению (критической величине). Естественно, что переход за ограниче­ние показателя сводит оценку качества к нулю, что означает не­пригодность использования продукции по ее назначению.

Уменьшить влияние линейной зависимости K_i от Р _i можно также табличным способом, логарифмической зависимостью или нахождением более реальной зависимости K_i = f(Р_i, Р_{i баз}), например, при помощи интерполяционного полинома:

Особенно важно корректировать оценки численных значе­ний показателей качества, которые по своей сущности имеют физические пределы (например, не могут быть более 1 кпд двигателя, вероятность безотказной работы за определенное время) _й ограничения НТД.

Наряду с указанными ранее недостатками дифференциаль­ный метод не позволяет сопоставлять отдельные показатели Р, между собой, так как они выражаются в разных единицах изме­рения. Тем самым исключается возможность сравнивать и оце­нивать разнотипные изделия, выполняющие аналогичные функ­ции. Перевод же их численных значений показателей с различ­ными единицами измерения, например, в баллы может внести в результат оценки некоторую субъективность.

В общем случае при использовании дифференциального ме­тода оценки уровня качества продукции могут возникнуть сле­дующие случаи:

(1) все относительные показатели 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.

Для последнего случая, когда часть относительных показате­лей больше или равна единице, а часть — меньше, необходимо все показатели разделить по значимости на две группы. В пер­вую группу следует включить показатели, определяющие наибо­лее существенные свойства продукции, а в другую — второсте­пенные. Если в первой группе все относительные показатели больше или равны единице, а во второй — большая часть пока­зателей также не меньше единицы, то можно сказать, что уро­вень качества оцениваемой продукции не ниже базового образ­на. В противном случае оценку уровня качества необходимо проводить другим методом, например комплексным.

Комплексный метод оценки уровня качества Он предусматри­вает использование определяющего показателя качества, т.е. ко­гда целесообразно характеризовать уровень качества в конечном итоге одним показателем.

В общем случае уровень качества комплексным методом оп­ределяется отношением обобщенного показателя качества оце­ниваемой продукции Q_oц к обобщенному показателю базового образца Q_баз , т.е.

Вся сложность комплексной оценки заключается в объек­тивном нахождении обобщенного показателя.

Во всех случаях, когда имеется возможность выявления ха­рактера взаимосвязей между учитываемыми показателями и их коэффициентами связей с обобщающим показателем качества оцениваемой продукции, следует определить функциональную зависимость:

Вид зависимости может определяться любым из возможных методов, в том числе и экспертным.

В зависимости от цели оценки определяющим показателем может быть избран главный, интегральный или средний взвешен­ный показатель качества.

В качестве главного показателя могут быть приняты, напри­мер, важнейшие показатели назначения продукции, например производительность машин, удельная себестоимость, ресурс и т.п. Так, для буровой установки обобщенным показателем при определении технического уровня может быть длина проходки за средний срок службы, которая определяется по формуле:

При проведении оценки качества экскаваторов главным по­казателем качества может быть принята годовая производитель­ность, а для оценки качества часов используют так называемое оценочное число, определяемое по формуле:

где b₁ , b₂, b₃ — соответственно коэффициенты весомости показателей качества часов изохронной погрешности Р₁, позицион­ной погрешности P₂ и температурного коэффициента Р₃, (т.е. показатели соответственно определяющие точность хода при различной величине заводки часов и одном и том же их пространственном положении, точность хода при различном пространственном положении часов, точность хода при изменении температуры; значения коэффициентов весомости обычно принимали соответ­ственно 0,15, 0,10 и 1,00).

Однако аналогичные зависимости обобщенных показателей на основе главных показателей качества, которые бы полно от­ражали качество оцениваемой продукции, удается найти далеко не всегда.

Другим вариантом использования комплексных показателей в оценке уровня качества продукции может быть оценка с по­мощью интегрального показателя качества продукции.

Например, требуется выбрать один из двух станков на осно­ве интегрального показателя качества (табл. 12.2).

Таблица 12.2. Исходные условные данные по определению уровня качества на основе интегрального показателя

K(t) — коэффициент приведения, зависящий от срока службы;

С_{год.экспл} — годовые эксплуатационные затраты, включая затраты на ремонт, тыс. руб.

Вывод: выберем первый станок, так как И у них примерно одинаковы, но срок службы у первого больше.

Использование для оценки главного показателя качества в большинстве случаев неприемлемо, так как при этом не могут учитываться все другие показатели качества. Этот же недостаток присущ и комплексному методу на основе интегральных показа­телей. Кроме того, еще одним недостатком использования инте­гральных показателей является тот, что, как правило, суммар­ный полезный эффект (или полезность) исчисляется за срок службы более одного года, а в этом случае не учитывается раз­новременность затрат на приобретение продукции (единовре­менные затраты), эксплуатацию и получение эффекта в после­дующие годы использования. Поэтому необходимо вводить по­правочные коэффициенты, т.е. затраты следует дисконтировать, что ранее не проводилось.

Оценка уровня качества на основе среднего взвешенного по­казателя может быть осуществлена с помощью арифметического или геометрического показателя. На основе среднего взвешен­ного арифметического показателя формула определения уровня качества имеет следующий вид:

При проведении оценки качества комплексным методом на основе средневзвешенного арифметического или средневзве­шенного геометрического показателя качества признано, что наиболее точно может быть получен результат при применении второго показателя. Представляется более правильным формулу для определения уровня качества на основе средневзвешенного геометрического комплексного показателя (с учетом участвую­щих в оценке позитивных и негативных показателей) отобразить в следующем виде:

Смешанный метод оценки уровня качества Дифференциаль­ный и комплексный методы оценки уровня качества продукции не всегда позволяют успешно решить поставленные задачи. Осо­бенно часто это происходит при оценке сложной продукции, имеющей большую номенклатуру показателей качества, когда с помощью дифференциального метода практически невозможно сделать конкретный вывод, а использование только одного ком­плексного метода не дает возможности объективно и полностью учесть все значимые свойства оцениваемой продукции. В этих случаях для оценки уровня качества продукции применяют од­новременно и единичные, и комплексные показатели качества, т.е. оценку производят смешанным методом.

Сущность и последовательность оценки этим методом за­ключается в следующем:

(1) единичные показатели качества объединяют в ряд групп, для каждой из которых определяют групповой комплекс­ный показатель качества. Наиболее значимые единичные показатели можно в группы не включать, а рассматривать отдельно. Объединение показателей в группы должно производиться в зависимости от цели оценки, например при сертификации продукции по группам назначения, надежности, безопасности, экологичности и другими, т.е. для данной цели оценки показатели группируются по ха­рактеризуемым свойствам;

(2) найденные величины групповых комплексных и отдельно выделенных наиболее важных единичных показателей подвергают сравнению с соответствующими значениями базовых показателей, т.е. применяют принцип диффе­ренциального метода;

(3) при необходимости далее, что часто требуется, все избран­ные показатели и группы показателей сводят в один ком­плексный определяющий показатель, на основании которо­го осуществляют окончательную оценку уровня качества. В общем конечном виде на основе комплексного средневзве­шенного арифметического или геометрического определяющих показателей формула для уровня качества продукции смешанным методом может иметь соответственно следующий вид:

На стадии изготовления интерес представляет оценка уров­ня качества изготовления однородной продукции, который оп­ределяется степенью соответствия фактических показателей качества изготовленной продукции (до начала ее эксплуатации) требованиям НТД. На участках, в цехах промышленных пред­приятий оценка качества изготовления может осуществляться на основе коэффициентов, или индексов дефектности изготов­ленной продукции.

Уровень качества изготовления как однородной, так и раз­нородной продукции может также устанавливаться исходя из данных о рекламациях и гарантийных ремонтах в их стоимост­ном выражении за определенный период времени (за месяц, квартал, год).

В после производственный период оценка качества может осуществляться по тем же показателям, что и на стадии разра­ботки и изготовления продукции, но с дополнением их показа­телями, непосредственно относящимися к качеству в этот пери­од (например, степень поражения коррозией, коэффициент износа за определенный период эксплуатации и т.п.). Наиболее объективным методом оценки на этой стадии жизненного цикла продукции (особенно на этапе ремонта) оказывается комплекс­ный метод с учетом нелинейных зависимостей относительных показателей качества, который связан с определяющими их чис­ленными величинами.

Во всех случаях необходимо иметь в виду, что в совокупность оцениваемых показателей должны в максимальной мере входить те, которые интересуют потребителей и свойства которых спо­собны удовлетворить требуемые потребности. Непременным ус­ловием должно быть соблюдение фактора времени, от которого, как известно, во многом зависит результат оценки. Это бесспор­но, так как с течением времени происходит моральное старение и относительное изменение значений как отдельных показателей (единичных и комплексных) P(t), так и обобщенного показателя PΣ(t). Поэтому возникает вопрос: как учесть P(t)?

В эволюционных случаях состоятельного повышения качества как у изготовителя оцениваемой продукции, так и у всех конку­рентов при проведении приближенных оценок фактором времени можно пренебречь. Во всех других случаях, когда требуется более точная оценка, фактор времени необходимо учитывать.

Чтобы получить объективный результат оценки, следует вы­явить зависимость P(t) не только оцениваемой, но и конкури­рующей (или требуемой потребителями) продукции, т.е. всех показателей, принимаемых за основу (базу) сравнения. Для это­го можно воспользоваться методами прогнозирования, учитывая как эволюционные, так и возможные радикальные тенденции изменения Р. В зависимости от цели оценки определяются P(t) всей избранной номенклатуры показателей, или только важ­нейшие, и (или) обобщенный показатель качества. При этом возможны три методических варианта использования P(t):

(1) сравнивая с P(t) конкурентов (или требованиями потре­бителей в зависимости от времени);

(2) сравнивая со среднемировым P(t);

(3) сравнивая со средним P(t) в стране.

Два последних варианта в меньшей степени типичны для ус­ловий рынка. Более распространенный — это первый вариант, так как P(t) чаще всего следует учитывать для конкретного рын­ка (сегмента), определенных конкурентов и потребителей. Од­нако при наличии достаточной информации о P(t) для каждого из указанных выше вариантов требуется проследить изменения Р и сравнить их, что в итоге может расширить диапазон приме­нения принятых решений по результатам оценки качества.

Таким образом, независимо от используемого метода в осно­ву оценки качества следует положить сравнение совокупности показателей оцениваемого объекта с соответствующей совокуп­ностью показателей сравниваемого объекта (например, конку­рента) с учетом их потенциальных возможностей, требований предполагаемых рынков и потребителей.