Функциональные структурные элементы методик оценки качества

Выбор номенклатуры показателей качества продукции

Для различных типов машин совокупность свойств, определяющих их качество, различна. Выбор номенклатуры показателей качества продукции регламентируется комплексом стандартов СПКП (система показателей качества продукции) для основного оборудования.

Стандартами СПКП предусматриваются следующие группы показателей качества: назначения; надежности (безотказности, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности); экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов; эргономические; технологичности; стандартизации и унификации; патентно-правовые и безопасности.

Показатели назначения характеризуют свойства продукции, определяющие основные функции, для выполнения которых она предназначена, обусловливают область ее применения.

Важной группой показателей, характеризующих качество продукции, являются показатели надежности. В качестве показателей надежности используются: показатели безотказности, которые характеризуют свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов (средняя наработка до первого отказа, вероятность безотказной работы, параметр потока отказов, интенсивность отказов, гарантийная наработка); показатели долговечности, характеризующие свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния при принятой системе технического обслуживания и ремонта (ресурс, гамма-процентный ресурс, назначенный ресурс, средний срок службы, медианный срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания, средний ресурс, ресурс до первого капитального ремонта, межремонтный ресурс, суммарный ресурс); показатели ремонтопригодности, характеризующие приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонта (среднее время восстановления, средняя оперативная продолжительность технического обслуживания данного вида, средняя оперативная продолжительность планового текущего (капитального) ремонта данного вида, удельная суммарная оперативная продолжительность технических обслуживаний, суммарная оперативная продолжительность текущих (капитальных) ремонтов, объединенная оперативная продолжительность технических обслуживании и ремонтов); показатели сохраняемости, характеризующие свойство продукции сохранять работоспособное состояние в течение хранения и (или) транспортирования (гамма-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости). Для конкретного вида продукции номенклатура показателей, используемых для оценки, значительно меньше.

В качестве показателей экономного использовании сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов при оценке, например, очистных комбайнов регламентируются следующие показатели: удельная масса, удельный расход электроэнергии и масса комбайна.

Следующей группой показателей, характеризующих качество очистных комбайнов, является группа эргономических показателей, которая характеризует степень приспособленности машины к взаимодействию с человеком-оператором и выражает количественно соответствие изделия физическим, физиологическим, психологическим возможностям человека, а также действующим санитарно-гигиеническим нормам и требованиям безопасности.

Показатели технологичности характеризуют эффективность конструктивно-технологических решений при производстве и эксплуатации продукции. К показателям технологичности продукции (ГОСТ 14.201−83) относятся: трудоемкость изготовления изделия, удельная материалоемкость (удельная металлоемкость, удельная энергоемкость), технологическая себестоимость изделия, средняя оперативная трудоемкость технического обслуживания (ремонта) данного вида, средняя оперативная стоимость технического обслуживания (ремонта) данного вида, удельная трудоемкость изготовления изделия, трудоемкость монтажа, коэффициент применяемости материала, коэффициент унификации конструктивных элементов и коэффициент сборности.

Показатели стандартизации и унификации характеризуют насыщенность продукции стандартными унифицированными, а также оригинальными частями. В качестве показателей стандартизации и унификации для очистных комбайнов ГОСТ 4.438−86 регламентирует «Коэффициент применяемости, %» .

Патентно-правовые показатели характеризуют степень обновления технических решений, используемых в изделии, их патентную защиту, а также возможность беспрепятственной реализации продукции в стране и за рубежом. Для очистных комбайнов такими показателями являются показатель патентной зашиты и показатель патентной чистоты.

Показатели безопасности характеризуют уровень вредных примесей, выбрасываемых в окружающую среду; вероятность выбросов в окружающую среду вредных частиц, газов, излучений на всех стадиях жизненного цикла и т. п.

Как следует из вышеизложенного, номенклатура показателей, используемых для оценки качества, огромна. Одни показатели могут быть оценены с помощью инструментальных методов, другие — нет. В этом случае их численные значения устанавливаются экспертами и выражаются в виде условных чисел — баллов. Выбор конкретной номенклатуры показателей качества зависит от цели оценки (аттестация продукции; выбор наилучшего варианта продукции; планирование повышения уровня качества продукции; контроль качества продукции — ГОСТ 22 732–77). Понятно, что всю совокупность свойств продукции практически невозможно учесть, поэтому невозможно во всей полноте оценить качество изделия. Такая оценка всегда является относительной, зависящей от количества выбранных для оценки показателей. В общем случае необходимо придерживаться следующих принципов при выборе показателей качества:

• — количество единичных показателей качества должно быть минимальным, но достаточным для достижения поставленной цели;
• — в номенклатуру показателей не должны входить показатели, функционально зависящие друг от друга, так как такие показатели не несут дополнительной информации и могут быть выражены посредством другого (аналогичные рекомендации относятся и для показателей, между которыми существует тесная корреляционная связь, когда коэффициент корреляции достигает значений 0,85 и выше). В конкретном случае это значение должно ограничиваться допустимой для практических целей ошибкой. Для отсеивания таких показателей можно воспользоваться, например, средствами регрессионного и корреляционного анализа;
• — по всем выбранным показателям должна быть предусмотрена возможность получения численных значений, в том числе и по зарубежным изделиям;
• — при использовании результатов оценки качества для прогнозирования количество показателей должно быть достаточным для обеспечения возможности создания изделия заданного уровня качества по существующим методикам проектирования.

Наличие весьма обширной номенклатуры показателей, характеризующих качество машины, вызывает определенные трудности в сборе информации по всем машинам одного функционального назначения. Во многих случаях можно существенно сократить необходимую номенклатуру показателей за счет учета статистических или функциональных связей между ними. Для решения задачи выбора и уменьшения номенклатуры показателей качества используется идея, связанная с решением известной в теории графов задачи — «задачи о лидере». По терминологии теории графов, «влиятельность» вершины графа определяется числом выходящих из нее ребер. Вершина характеризуется и «могущественностью», которая определяется тем, насколько влиятельны другие вершины, связанные ребрами с данной вершиной. Решение задач и сводится к следующему.

Определяем коэффициенты корреляции между всеми показателями, принятыми для оценки качества, и строим граф корреляционных связей. В качестве матрицы смежности для графа используется матрица коэффициентов корреляции, взятых по абсолютной величине.

Обозначим через р^(к) общий элемент матрицы смежности, т. е. число путей длины А, идущих из /'-й вершины ву-ю, и положим.

где т — число показателей, принятых для оценки качества (число вершин графа).

Число р'(к) называется итерированной силой порядка к /-Й вершины.

Определим итерированную силу первого порядка (к = I) для /-Й вершины по формуле.

где |гу | - абсолютное значение коэффициента корреляции между показателями / и у.

При оценке итерированной силы учитываются только статистически значимые коэффициенты корреляции для принятой вероятности и превосходящее заранее установленное значение гк. Критическое значение коэффициента корреляции гк принимается таким, чтобы значение отброшенного показателя можно было восстановить с требуемой для принятия решений точностью. Практически значение гк должно быть больше 0,9. (В этом случае более 81% вариации результирующего признака объясняется вариацией аргумента.).

Определяем итерированную силу второго, третьего,/-го порядков (к = 2, к = 3, к = I) по формуле: для к = 2.

На каждом этапе определения значения итерированной силы связи анализируется распределение показателей по их «влиятельности» и «могущественности». Процесс сходится достаточно быстро. При выборе показателей, которые можно отбросить при оценке качества, необходимо руководствоваться также и доступностью получения их численных значений.