В В Е Д Е Н И Е В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. «Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повешение эффективности производства и качества работы» подчеркивается важность улучшения качества продукции как одной из задач, наряду с повышением эффективности общественного производства, ускорением научно-технического прогресса и ростом производительности труда, а также обеспечением неуклонного подъема экономики страны и благосостояния советского народа. Начиная с ХХ-й пятилетки промышленным предприятиям среди других показателей и экономических нормативов по внедрению новой техники утверждаются основные показатели технического уровня важнейших видов выпускаемой продукции. В целях дальнейшего увеличения добычи угля подземным способом на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов предусматривается дальнейшее совершенствование применяемой техники и рудничного электрооборудования. Надежность технологических процессов добычи угля в шахте в значительной степени зависит от качества рудничного электрооборудования. Качество формируется на стадии проектирования, обеспечивается при изготовлении и поддерживается в процессе эксплуатации, поэтому решать проблему достижения высокого уровня качества и эффективности функционирования любого изделия необ-> ходимо комплексно на всех этапах его существования. Для этого следует обобщить существующие методы оценки качества продукции, произвести выбор номенклатуры показателей, обосновать их базовые значения показателей и разработать метод оценки уровня качества применительно к основному рудничному электрооборудованию. Создание для угольной промышленности более совершенного электрооборудования и обеспечение его быстрейшего внедрения на угольных шахтах может быть осуществлено при условии разработки объективного метода оценки уровня качества рудничного электрооборудования* Такой метод позволит принять научно обоснованное решение о целесообразности совершенствования существующего электрооборудования, определить наиболее эффективные пути совершенствования его для достижения заданного уровня качества или необходимость разработки новых конструкций, если на базе эксплуатируемого оборудования невозможно обеспечить требуемый уровень качества, Существующие методы оценки качества продукции, разработанные преддриятиями-изготовителями, основаны на использовании средневзвешенных показателей качества и предназначены в основном для решения задачи аттестации качества. Присущие этим методам недостатки в части выбора номенклатуры показателей сравниваемых и базовых образцов исключают возможность решения с их помощью задач, имеющих важное значение для потребителей этой продукции, связанных с совершенствованием параметров оборудования. Существенным недостатком метода, основанного на средних взвешенных показателях при решении задачи аттестации качества, является исключение объективного сравнения изделий с зарубежными образцами, так как обеспечить информацию для зарубежных изделий по ряду показателей технического уровня (технологичность, унификация, патеатоспособшоть и т. д.- не представляется возможным. Недостатком комплексного показателя на основе средних взвешенных показателей качества является также отсутствие в нем экономических показателей продукции, что не позволяет получить объективную информацию о качестве продукции. Это выдвигает актуальную задачу разработки метода оценки качества продукции, учитывающего как полезный эффект от эксплуатации продукции, гак и экономические затраты на достижение этого эффекта, Цель работы заключается в исследовании аффективных хтей управления качеством рудничного электрооборудования. Предложенный в работе относительный интегральный показатель качества предназначен для решения прикладных задач в соответствии с разработанной структурой управления качеством рудничного электрооборудования в ГЛинистерстве угольной промышленности СССР. Методической особенностью работы является то, что относительный интегральный показатель построен применительно к решению основных задач управления качеством рудничного электрооборудования на всех этапах жизненного цикладля определения относительного интегрального показателя использована информация, содержащаяся в нормативно-технической документацииисследование уровня качества рудничного электрооборудования проведено на основе статистических данных наработок на отказ, среднего времени восстановления, среднего времени и периодичности профилактических осмотров рудничного электрооборудования, собранных на угольных шахтах Карагандинского бассейнаразработанный относительный интегральный показатель для оценки качества продукции в методологическом плане носит межотраслевой характер, но проиллюстрирован примерами использования для рудничного электрооборудования. Выбор рудничных комплектных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей в качестве примера для исследования вопросов управления качеством, обусловлен наличием общих признаков, позволяющих осуществить единый подход при разработке методов оценки качества, главным из которых является то, что эти виды оборудования относятся к классу изделий с параметрическими рядами. Отличительная особенность разработанного метода оценки качества рудничного электрооборудования заключается в томчто принятая номенклатура показателей качества позволяет решать задачи управления качеством не только на стадии эксплуатации, но также на стадии проектирования и создания опытных образцов. Особенностью разработанного метода оценки уровня качества рудничных комплектных трансформаторшх подстанций и магнитных пускателей является то, что основные свойства, характеризущие качество подстанций и пускателей, выражены показателями, определяющими эффективность эксплуатации этих изделий, что позволяет определить пути воздействия на эти показатели для обеспечения заданного уровня качества. Разработанный метод для оценки качества электрооборудования позволит: а) отроить экономичные подземные системы электроснабженияб- выявить недостатки применяемого рудничного элекарооборудования и изыскать рациональные пути их устраненияв- разработать технико-экономические требования к вновь создаваемому электрооборудованиюг- разработать научно обоснованную систему нормативов ремонта и обслуживания. В соответствии с задачами управления качеством в работе использованы показатели, характеризующие эксплуатационные свойства исследуемого электрооборудования. Принятые показатели характеризуют основную группу свойств, определяющих качество, и должны полностью входить в систему оценки для аттестации продукции на присвоение ей категории качества. Работа состоит из введения, четырех глав, трех приложений и списка литературы. В первой главе диссертации проведен анализ работ в области управления качеством промышленной продукции, в том числе рудничного электрооборудования, на основе которого выбрано направление исследования, сформулированы цель и задачи исследования. Во второй главе обоснован и предложен метод оценки качества промышленной продукции, основанный на использовании интегрального показателя, конкретизированный на рудничных комплектных трансформаторных подстанциях (КШи магнитных пускателях с учетом специфики эксплуатации их на добычных участках угольных шахт. Разработан относительный интегральный показатель для оценки качества продукции, в том числе для рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей, с помощью которого возможно решение важных для угольной промышленности прикладных задач. В третьей главе рассмотрены вопросы выбора базовых образцов для оценки уровня качества на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации. Предложена и решена экономико-математическая модель оптимизации показателя безотказности наработки на отказ рудничного электрооборудования по критерию минимума суммарных затрат на систему электроснабжения добычного участка шахты. Определены оптимальные наработки на отказ рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей. Б четвертой главе проведено исследование уровня качества рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей на основе относительного интегрального показателявыявлены эффективные пути управления качеством этих изделий на стадии проектированияпредставлено практическое применение результатов исследований, а также сформулированы направления дальнейших исследований. В работе использованы аналитические и расчетные методы исследований, в том числе: оптимизация, номография, а также современные методы оценки уровня качества промышленной продукции, К защите представлены: 1. Метод оценки уровня качества рудничных трансформаторных и магнитных пускателей на основе интегрального показателя, позволяющий определять эффективные пути управления качеством электрооборудования. 2. Экономико-математическая модель оптимизации показателя наработки на отказ рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей. 3. Результаты сравнительной оценки уровня качества рудяичного электрооборудования и рекомендации по эффективным путям управления качеством трансформаторных подстанций и магнитных пускателей. I, АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОМЬШШЕННОЙ П Р С Д Ш Щ I.I. Управление качеством продукции в задачи управления Обеспечение качества продукции является актуальной и острой проблемой национальной экономики, от которой зависят темпы промышленного развития страны, ее национальный престиж. Борьба за качество действенный путь подъема производительности труда, эффективного использования трудовых и материальных ресурсов, производственных мощностей и капитальных вложений. Так как одной из основных особенностей технического прогресса является широкое применение комплексной механизации и автоматизации технологических процессов на dse специализации, кооперирования и широкой стандартизации, то значение повышения уровня качества продукции становится еще более важным. Если раньше стоял вопрос о системах контроля и обеспечения качества, то в растоящее время о системе управления качеством. Управление качеством продукции, в том числе и рудничного электрооборудования, представляет собой развернутый во времени процесс воздействия на условия и факторы, влияющие на качество продукции, связанные со всеми стадиями ее изготовления, и включает в себя 6]: обоснование народнохозяйственной потребности в изделии определенного видапроектирование основных параметров качества продукцииоценку качества в процессе организационночйатериальной подготовки производстваоценку качества продукции в процессе ее изготовленияоценку (измерениекачества изготовленной продукцииII определение отклонений фактических величин показателей продукции от запроектированныхреализацию мероприятий, направленных на совершенствование изделий. На стадии проектирования изделий объектом управления являются качественные показатели, характеризующие совершенство конструкторско-технологической проработки и результаты испытаний опытных образцов. На стадии производства изделий качество формируется путем обеспечения условий производетва, соответствующих требованиям проектной документации* Объектом управления качеством на этапе изготовления изделия являются показатели, характеризующие степень этого соответствия. В производстве критерием оценки качества продукции является степень соответствия Фактических технико-экономических параметров изготовленного изделия параметрам, заложенным в проекте. Однако не все показатели и параметры готового изделия можно выявить достоверно на стадии производства. Важность и значение эксплуатационной стадии заключается в том, что именно на этом этапе окончательно выявляется Фактический уровень качества изделия. Лишь в эксплуатации можно объективно оценить преимущества и недостатки готового изделия. Критерием оценки качества на стадии эксплуатации является степень соответствия фактических параметров зафиксированным в нормативно-технической документации. Решение многих задач управления качеством продукции зависит в значительной степени от количественной оценки уровня качества промышленной продукции. К числу таких задач следует отнести: выбор оптимального варианта при создании новой продукцииподготовку изделий к государственной аттестации качестваi обоснование правил эксплуатации и нормативов запасных частейконтроль качества продукцииизучение динамики качества продукции во времени Корректность решения перечисленных задач зависит от применения методов оценки уровня качества промышленной продукции. 1.2* Анализ методов оценки уровня качества промышленной продукции Щв в 1928 году было отмечено, что «для оценки необходимо иметь некоторое мерило, и этшл мерилом может быть лишь признанное в этом обществе, которое хочет пользоваться данной оценкой, указание, в чем именно надлежит видеть полную выраженность рассматриваемой характеристики., Как измерение требует единицы меры, так и оценка измеренной характеристики предполагает норму оценки» lOQl Вопросу оценки уровня качества промышленной продукции в отечественной и зарубежной литературе уделяется много внимания как в методическом плане [2,7,10,12,19,24,31,40,70,?.!, 87, 88,100,111] так и применительно к конкретным видам продукции, например приборам [6,41,69], машинам[8], радиоэлектронным устройствам 31,33], микроэлектронике [76], горным машинам [93], шахтной автоматике [l4], отроитеяьным материалам 58]. Опыт оценки уровня качества промышленной продукции в зарубежi ных странах приведен в[ 57,61,63,94]. ГОСТ 22 732–77 по методам оценки уровня качества промышленной продукции выделяет дифференциальный, комплексный и смешанный методы. Наибольшее распространение для оценки уровня качества промышленной продукции, включая и рудничное электрооборудование 65], получил комплексный метод. Комплексный метод оценки дает полную картину в ситуациях, когда сравниваются изделия, у которых преимущества в одних свойствах сочетаются с недостатками в других и используется для определения наилучших способов управления процессами планирования, разработки, производства и эксплуатации продукции, Комплексный метод оценки качества основан на применении обобщенного показателя. В общем случае обобщенный (комплексныйпоказатель качества «К» имеет следующий вид tsl: К= F (X, .Xy-xj ал) где функция, устанавливающая связь между комплексным показателем К и единичными показателями качества оцениваемого образца X, Хг «X/?. Согласно модели (1,1- уровень качества продукции определяется отношением значений обобщенного показателя качества оцениваемого и базового образцов Г 8]: АО где Ко AV (Х, Х2. „Хп комплексный показатель соответственно оцениваемого и базового образцовХ$, Yzs „Xs единичные показатели качества базового образца. С учетом разложения выражения (I.Iв ряд Тейлора и принятых допущений в работе III] рекомендуется приближенное равенство для отношения колплексных показателей оцениваемого и базового образцов: п (1.3- где В частном случав, когда Д из уравнения (1.3- выводится формула для определения уровня качества где io-= 1 ±ii весомость iго единичного показателя качества. Применение средних взвешенных арифйвтических показателей, определяемых по выражению (1.4-, оправдано тогда, когда обобщенный показатель качества приближенно может быть выражен линейной функцией единичных показателей 8], а в тех случаях, когда обобщенный показатель качества приближенно может быть представлен произведением определенных степеней единичных показателей, для оценки уровня качества рекомендуется средний взвешенный геометрический показатель 8]: о ri (1.5- Аналогично выражению (1.4-, с помощью среднего взвешенного показателя по (1.5- определяется уровень качества изделий: Следует отметить, что коэффициенты весомости в выражениях (1.4- и (1,5- одинаковы для сравниваемого и базового образцов и, как правило, определяются экспертным методом 30,35,42,81]. Если же обобщенный показатель качества не может быть выражен линейной функцией единичных показателей качества, то форма комплексного показателя усложняется. Например, при учете единичных показателей качества продукции несколькими коэффициентами весомости, выражение CI. Iпринимает следующий вид Г 32]: уг Пх“ „“ где Xi устройств ЭВМ- (А// коэффициенты весомости единичных показателей качества запоминающих устройств. Предложен и другой вид комплексного показателя, выведенного на основании вероятностной модели 9 г? /7 а. 8- -й единичный показатель качества запоминающих где Cfl парциальная трудность получения результата сй компоненты комплексного ресурса Сотносительное значение Lго показателя качества продукции4- у1 интегральное качествого комплексного ресурса (значениего показателя качества продукции— требование к качествуго комплексного ресурса (базовое значениего показателя качества продукции-. Яод комплексным ресурсом понимается единичный показатель качества продукции, С помощью выражения (1.9- исследуется качество процесса целенаправленного функционирования организованной системы и объекта по отдельным его свойствам. При таком подходе решения проблемы оценки качества использованы термины и определения, отличные от общепринятых в [28], что затрудняет понимание решаемых задач, В скобках при расшифровке Cfi J/} и 6- в выражении (1.9- приведены термины и определения из ГОСТа 15 467−79 [28]. Нет сомнения в том, что авторы с помощью такой терминологии получили бы аналогичные результаты. Выражение (I.Iдля оценки качества изделий имеет важное значение с методологической точки зрения, когда представляется возможным характеризовать уровень качества одним обобщенным показателем, но устанавливает функциональную зависимость только в общем виде. Недостатком обобщенного показателя качества является то, что он не включает в себя затраты на достижение и поддержание полезного эффекта в течение срока службы изделия. Определению и математическому представлению обобщенного критерия качества или „эффективности электронно-вычислительных машин“ (ЭВМс учетом затрат посвящена работа [II]. К построению критерия эффективности ЭВМ авторы подошли следующим образом: поскольку потребительная стоимость ЭВМ обусловлена их приспособленностью к автоматическому решению задач и составляет содержание, которое вкладывается в понятие „эффективность вычислительной машины“ и, полагая возможным количественное измерение ее, то можно сказать, что стоимость ЭВМ как товара в среднем пропорционально потребительной стоимости. Такое понятие дает ключ к решению проблемы нахойния функции S-J (Р, J RL р2 t которая минимизирует выражение: где J2(количество машин сой модели- /К количество различных моделей вычислительных машинрабочие характеристики сой вычислиiой вычислительной Sстоимость вычислительной машиныni Pzi J fsi тельной машины- <у i i“ V эффективность машиныпроизвольный коэффициент. Функция „7″ должна удовлетворять двум условиям: 1) Зго) о >Ja,) /7/V х >У 2) (у) Сравнение вычислительных машин различных классов производится при одинаковом коэффициенте „К“, Выражение (I.IOj позволяет решать задачу оценки „эффективности вычислительных машин“ при использовании определенного вида Функциональной зависимости ее от рабочих характеристик, но даже при отсутствии этой зависимости подобный подход к определению формулы обобщенного критерия представляет интерес С! методической точки зрения. В 33] предложено аналитическое выражение обобщенного показателя запоминающего устройства на основе статистических данных по технико-экономическим показателям. Исходная форма функции содержит по одному коэффициенту на каждый показатель. Сама функция имеет вид среднего взвешенного геометрического показателя качества запоминающих устройств. Для энергетической техники [37] разработана экономикоматематическая модель оценки уровня качества на основе сформулированной задачи, в которой необходимо выполнить следующие условия: где Р J-, Ap, i коэффициент полезного действиянадежность работы энергетической техникибыстродействие энергетической техникинормативная оценка соответственно коэффициента полезного действия, надежности и быстродействия энергетической техникинормативная оценка объема выпуска энергетической техникииндекс оборудованияЛ Д* минимальные приведенные затратыго энергетического оборудования. Решение задачи отвечает критерию максимума потребительных свойств при ограниченных затратах. При этом те виды энергооборудования, для которых решения могут быть представлены в виде строгих равенств, образуют оптимальную структуру. Кроме того, из ограничений системы видно, что приведенные затраты 1 разложены по составляющим показателям качества с помощью экономических оценок. Б ряде случаев, для решения задач управления качеством, целесообразно использовать регрессионные зависимости, в которых целевой функцией (левая часть уравнениявыступает стоимостный показатель. Так, для определения динамики технического уровня электронно-вычислительных машин за джтельный период развития в США используется регрессионное уравнение 61] имеющее следующий вид: /2 где С Af 6 Че показатель стоимости ЭВМ, технический уровень внутренней памяти ЭВМвремя, затрачиваемое центральным вычислительным устройством на выполнение миллиона операцийчистое время ввода-вывода информации при выполнении машиной миллиона операций- /О масштабный коэффициентдискретная переменная, с о для машин, выпущенных в году 1 1 о и, €, i для прочих лет выпускапараметры уравнения, определяемые методом наименьших квадратов. Первый член уравнения определяет статическую зависимость машины от ее мощности, второй член технический уровень СЬычислительная мощность“ — ЭВМ, составляющие которого являются результирующими большого числа различных технических характеристик вычислительной системы, полученных экспериментальным путем, а коэффициенты/- изменение удельной стоимости „вычислительной мощностив году с явившееся результатом технического прогресса. Обобщенные показатели для оценки качества продукции, определяемые по формулам (1.10- и (1.12-, включают как единичные показатели качества, так и экономические показатели продутсцки. Экономические показатели выступают, как правило, в роли цез"евых Функций. Существуют обобщенные показатели для оценки качества, построенные на экономической основе, например, для оценки технического уровня асинхронных двигателей на стадии проектирования [50,96]. Обобщенный показатель (Z. технического уровня разработайного двигателя J по сравнению с аналогом Ji. представляет собой „относительный экономический эффект“ <й от его применения! 50,96]: где АЭП, составляющая эффекта, обусловленная приращением /-Г0 учитываемого параметраП число учитываемых параметров. В качестве базы применяется цена разрабатываемого двигателя /Jj по действующему прейскуранту. При оценке технического уровня асинхронных двигателей на стадии проектирования Г 50] учитываются составляющие экономического эффекта, офсловленные повышением к.п.д. (экономия электроэнергиии коэффициента мощности, уменьшением габаритных размеров и массы, снижением уровня шума. Необходимым условием сравнения при этом является соответствие других неучтенных параметров (механическая характеристика, уровень вибрации и др.- техническим требованиям, предъявляемым к машинам данного класса. Подобная оценка, проведенная по обобщенному показателю Qr на стадии проектирования, правомерна, поскольку ставится задача определения технического уровня отечественных асинхронных электродвигателей в сравнении с зарубежными аналогами. Идея использования интегрального показателя для оценки качествашродукции впервые высказана в [24]. Для оценки качества промышленной продукции согласно С112] предполагается определять интегральный показатель по выражению: где с 21 суммарный полезный эффект от эксплуатации продукции (единичный или комплексный показатель качества— суммарные капитальные (единовременныезатраты на создание продукции- <эсуммарные эксплуатационные (текущиезатраты, Причем, при сроке службы изделия, превышающем один год, все затраты приводятся к одному году (к последнему году срока службы-. С учетом отмеченного, выражение- (I.I4- имеет вид [112]: (I.I5- где годовой эффект от эксплуатации продукцииД> суммарные затраты на создание продукции к моменту ее выпускагодовые эксплуатационные затратыZ. OfJ множитель, вычисляемый по формуле сложных процентов, позволяющий привести полезный эффект от эксплуатации продукции и эксплуатационные затраты к концу последнего года службысрок службы изделияf// нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, принимаемый равным 0,12- C/?J множитель, позволяющий привести суммарные затраты на создание изделия к концу последнего года срока службы. Такое приведение всех затрат к концу последнего года срока службы изделия позволяет получить следующее выражение интегрального показателя качества [112] (I.I6- 4 Ф) 4 где C T J поправочный коэффициент, зависящий от срока службы изделия. Приведение эксплуатационных затрат с учетом фактора времени по формуле сложных процентов к последнему году срока службы продукции не может быть распространено на изг-1енение полезного эффекта за рассматриваемый период времени, так как полезный эффект от эксплуатации продукции меняется по другому закону. Следовательно, формула (1.16- будет иметь иную аналитическую зависимость. Вопросы квалиметрии, применительно к рудничному электрооборудованию, получили развитие в работе [17] в которой впервые была предложена методика оценки уровня качества взрывобезопасных электродвигателей по интегральному показателю. Для оценки рудничных электродвигателей интегральный показатель качества определяется по следующей формуле 16,17]: /7 1/ ы гинт 7 Ti У CI. I7- (С, -fKs)М +3у ST 3, 1 Зр: где W годовой объем работы, выполняемый с помощью двигателей Сколичеотво выработанной полезной механической энергии— поправочный коэффициент, учитывающий интервал изменения сго показателя у группы двигателей J /7(Qi коэффициент весомости показателейколичество дополнительных показателей качестваПс дополнительные единичные показатели качестваf]jэталонные значения показателейV 4з показатель нелинейной связи между г и 2i9- себестоимость изготовления, включая затраты на медь, изоляционные материалы, электротехническую сталь и т. д., руб.- 3 капитальные затраты изготовителя, руб.- -у ущерб от потери добычи угля, руб.- гУт/- затраты на текущий ремонт, руб.- э затраты на потери активной и компенсацию реактивной г jr электроэнергии, руб.- затраты на капитальный ремонт, руб.- коэффициент эффективности капитальных вложенийкоэффициенты амортизационных отчислений. В числителе множителем при полезном эффекте в сумме использованы „дополнительные показатели“, оценка влияний шторых на экономическую эффективность эксплуатации двигателей не производится. Такими показателями (по мнению автораявляются: кратность моментов, общая масса, удобство обслуживания и т. д. Но кратность пусковых и максимальных моментов коррелирована с другими показателями двояко: с одной стороны с полезным эффектом, с другой с показателями безотказности, а удобство обслуживания двигателя учитывается показателем ремонтопригодности. Повторный учет „дополнительных показателей“ в форк! уле (I.I7- приводит к искажению интегрального показателя. В годовых приведенных затратах, входящих в знаменатель интегрального показателя, отсутствует приведение разновременных затрат к одному моменту времени. Качество рудничных магнитных пускателей предложено оценивать с помощью „коэффициента уровня“ 84]: /о6 где электрическая износостойкость, циклZ/f номинальный ток, А- _7 предельная коммутационная способность включения, А- (з масса, кг. Айализ работ в области управления качеством промышленной продукции, в том числе рудничного электрооборудования, показал широкое применение комплексного метода на основе средних взвешенных показателей качества Г 8,111] с небольшими модификациями 9 Причем, между единичными показателями качества и обобщенным показателем учитывается преимущественно линейная связь. Учет неодинаковых коэффициентов весомости единичных показателей у сравниваемого и базового образцов приводит к более сложным обобщенным показателям 32]. Аналогичные модели, построенные на комплексном методе, применяются для оценки уровня качества рудничного электрооборудования на основе средних взвешенных показателей [65], или „коэффициенте уровня“ ! 84], Недостаток отмеченных показателей заключается в том, что они отражают лишь одну сторону продукции полезный эффект и не учитывают экономические показатели (затраты на достижение этого эффекта-. В случаях, когда в оценке уровня качества продукции учитываются экономические показатели, последние, как правило, использующая в качестве целевой функции, например, для построения регрессионных зависимостей 61]. Построенные по такому принципу регрессионные зависимости могут служить дли определения коэффициентов весомости единичных показателей. Зависимости, приведенные в [61], мохут быть использованы при условии, что эксплуатационные затраты сравниваемых образцов одинаковы, в противном случае представленный критерий является неполным. Представленная формула интегрального показателя с выражением полезного эффекта в стоимостной форме содержит допущение, с которым трудно согласиться. Более правильно полезный эффект от эксплуатации следует определять как сумму годовых полезных эффектов яа срок службы в сопоставимых ценах. Предложенный интегральный показатель качества для оценки рудничных электродвигателей [17] не учитывает фактора времени при приведении разновременных затрат к одному году. Вследствие специфики рудничных электродвигателей методические положения по использованию интегрального показатели нельзя распространить на другие виды силового рудничного электрооборудования. Разработанный интегральный показатель для оценки уровня качества рудничных двигателей представляет интерес о методической точки зрения, однако в действующих в настоящее время нормативно-технических документах применения не нашел. 1.3. Постановка задач исследований В прикладной квалиметрии имеется ряд проблемных задач методологического характера, требующих неотложного решения. К числу основных задач, согласно I следует отнести: изыскание более совершенных, наряду с известными, методов определения коэффициентов весомостиразработку метода учета переменного характера коэффициентов весомостиоценку погрешности при определении качества продукцииустановление связи между показателями качества и фактором времениразработку способа сопоставления комплексных показателей качества, определенных в разные моменты времени. Перечисленные задачи являются общеметодическими. Их решение может быть использовано при определении уровня качества различных видов продукции, Управление качеством рудничного электрооборудования в угольной промышленности, как отрасли, эксплуатирующей электротехническую продукцию, с позиций осуществления управляющих воздействий на качество, производится на всех этапах создания электрооборудования, начиная от проектирования при разработке технико-экономических обоснований, технико-экономических требований и технических заданий и кончая стадией эксплуатации. Для повышения эффективности управления качеством электрооборудования при головном институте Минуглепрома СССР должна быть организована служба систематического контроля качества, в задачи которой должны входить сбор и обработка информации о качестве, оценка уровня качества основной номенклатуры электрооборудования, разработка и внедрение рекомендаций по повышению качества в соответствующие инстанции заинтересованных министерств и на заводах-изготовителях. На рис. 1.1 показаны практические задачи, возникающие при разработке нового и совершенствования существующего рудничного электрооборудования и конкретные задачи управления качеством изделий на стадиях создания и эксплуатации электрооборудования. Для серийного электрооборудования предложенная структура (рис. 1.1- управления качеством со стороны Минуглепрома СССР регламентирует периодический контроль качества в промежутках между государственной аттестацией с целью своевременного эффективного воздействия на качество продукции и предварительной подготовки электротехнического оборудования к аттестации на Знак качества. В соответствии с предложенной структурой 109] для вновь создаваемого электрооборудования регламентируется на всех стадиях разработки технико-экономических обоснований, технико-экономических требований, технических заданий на новые изделия обязательное использование оценки качества, содержащей экономический показатель. Организация в отрасли службы систематического контроля и управления качества электрооборудования, получаемого от Минэлектротехпрома СССР, позволит повысить роль заказчика и сделать ее определяющей при решении задач управления качеством рудничного электрооборудования в угольной промышленности. В соответствии с различными этапами создания электрооборудования возникают самостоятельные задачи управления качеством, требующие специальных методов решения. Большинство методик [65,92] применяющихся для оценки уровня качества промышленной продукции, призваны решать одну из задач системы управления качеством задачу аттестации продукции на присвоение ей категории качества“ Б то же время не все методы, рекомендуемые ГОСТ 22 732–77Е 271, могут быть приняты для решения важной с позиций эксплуатации задачи совершенствования и создания нового электрооборудования на основе сравнительной оценки его качества для определения эффективных путей обеспечения заданного уровня качества. Существенными недостатками комплексного метода на основе средних взвешенных показателей качества является то, что он не содержит экономические показатели. Принимая во внимание, что форма интегрального показателя отражает нелинейную модель качества, а также учитывая перечисленные недостатки комплексного метода на основе средних взвешенных показателей качества продукции, целесообразно при оценке качества рудничного электрооборудования использовать интегральный показатель. На основании изложенного, с целью обеспечения высокого качества рудничного электрооборудования и определения наиболее эффективных путей его повышения, в работе поставлены следующие задачи: 1. Разработать метод оценки уровня качества рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей на основе интегрального показателя качества, позволяющий определять эффективные пути управления качеством этого электрооборудования. 2. Разработать экономико-гматематическую модель оптимизации показателей наработок на отказ рудничного электрооборудования с учетом ограничений, налагаемых системой электроснабжения добычных участков. 3. Провести сравнительную оценку уровня качества рудничного электрооборудования и определить эффективные пути управления качеством рудничных трансформаторных подстанций"магнитных пускателей.2. РАЗРАБОТКА МЖОДА О Е К КАЧЕСТВА РЭДИЧНЫХ ЦНИ ТРАНСФОЕМАТОРШК ПОДрТАНЦЙЙ И МАШИТШК ПУСКАТЕЛЕЙ ПО ЭКСШГУАТАВДШНШ ПАРАМЕТРАМ 2 1 Основные положения и область-применения метода оценки качества промышленной продукции на основе интегрального показателя Анализ работ в области управления качеством промышленной продукции, в том числе рудничного электрооборудования, показал широкое применение комплексного метода. Отмеченные в главе I недостатки комплексного метода на основе средних взвешенных показателей (линейная модель качества, отсутствие экономических показателей), ограничивают область применения его как с точки зрения решения задач управления качеством, так и по номенклатуре промышленной продукции. Для изделий с параметрическивай рядами между единичными показателями качества и главным показателем, по которому построен параметрический ряд, существует нелинейная связь. Следовательно, метод оценки уровня качества таких изделий, исключая недостатки, присущие комплексному методу, на основе средних взвешенных показателей качества, должен учитывать отмеченное свойство. Таким требованиям отвечает интегральный показатель качества, представляющий собой соотношение суммарного полезного эффекта в натуральных единицах или в стоимостном выражении и эксплуатации продукции к суммарным затратам на создание и эксплуатацию. Методы определения полезного эффекта промышленной продукции могут быть различными, подробное изложение их рассмотрено в [55]. .I, I, Экономические вопросы, применения интегрального показателя Затраты на создание и эксплуатацию промышленной продукции, входящие в интегральный показатель качества, могут быть определены с помощью годовых приведенных затрат L 53J или полных затрат за срок службы продукции [19], Методика определения экономической эффективности новой техники 53] рекомендует использовать минимум годовых приведенных затрат З с величина которых учитывает удельные капитальные вложения в производственные фонды /Г с учетом нормативного коэффициента экономической эффективности и себестоимость единицы цродукции С Зс =(f /» Л". (2,1) Приведенные затраты, определяемые выражением (2,1) отождествляются со стоимостью или ценой производства, причем норматив приравнивается к средней норме прибыли, рентабельности общественного производства 101]. По мнению авторов [12] формула содержит недостаток, состоящий в использовании единого нормативного коэффициента экономической эффективности капитальных вложений для всего народного хозяйства. Там же отмечено (с.88), что «…выбор варианта хозяйственного или технического решения по полученному расчетному показателю срока окупаемости может приводить к ошибочным результатам, если срок эксплуатации новой техники окажется меньше амортизационного периода и расчетного срока окупаемости дополнительных капитальных затрат» В [19] указано, что использование выражения годовых приведенных затрат (с.45) «не способствует полному использованию имеющегося фонда накоплений на совершенствование производства, поскольку установление нормативного коэффициента эффективности капитальных вложений ?/4 определяемого на уровне среднего (нормального) значения удельной рентабельности фондов в качестве низшего, предельного порога рентабельности, предопределяет отказ от реализации мероприятий, по которым величина экономической эффективности дополнительных капитальных вложений меньше v Мнения авторов [12,19] в оценке выражения (2.1) совпадают. На основании изложенного авторы в f12,19] предлагают использовать в качестве экономического критерия полные народнохозяйственные затраты на создание и эксплуатацию изделий за срок службы. Указанный критерий свободен от недостатков, присущих выражению (1.2). При определении капитальных затрат на создание продукции следует выделить два случая 55] в состав капитальных затрат на создание продукции наряду со стоимостью покупных изделий включаются затраты на научно-исследовательские, опытно-конструкторские и проектные работы (продукция выпускается в единичных экземплярах или мелкими сериями) — состав капитальных затрат на создание определяется оптовой ценой при приобретении потребителем продукции (серийная, круг несерийная, массовая продукция). Капитальные затраты на создание продукции могут вкладываться частями: в течение определенного промежутка времени, определяемого различными этапами создания, В дальнейшем изложении предполагается, что капитальные затраты на создание продукции вн (сятся не дискретно по годам, а единовременно. Капитальные затраты у потребителя продукции расходуются на приобретение продукции (цена продукции С и и ее внедрение, транспортирование Стр монтаж Смж) и наладку С В ряде случаев капитальные затраты расходуются на сооружения, необходимость в которых обусловлена требованиями эксплуатации или потребления продукции С с На основании изложенного капитальные затраты равны: Зс=С4+ Сг, СмжСм Сс (2−2) Эксплуатационные затраты включают амортизационные отчисления на капитальный ремонт продукции Са затраты по труду персонала Ст обслуживающего данную продукцию, затраты на энергию и топливо 6 затраты на сырье, основные и вспомогательные материалы С/и затраты на текущий ремонт СтР стоимость ущерба тационные затраты равны Д, ССт СЭСА, СТР Су. (2.3) Су Следовательно, эксплуаПри определении полных народнохозяйственных затрат важно выбрать момент отсчета (расчетный год), к которому следует привести капитальные и эксплуатационные затраты. Приведение к единому моменту времени делает разновременные затраты сопоставим ш и Целесообразно в качестве расчетного года принимать год вложения капитальных затрат на приобретение продукции, Научно-технический прогресс непрерывно меняет условия производства продукции за счет новых технологических процессов и способов производства, создания первых средств производства, которые и обусловливают в целом экономию живого и овеществленного труда, приводящие в конечном счете к двум главным результатам росту производительности труда и увеличению выпуска промышленной продукции 20]. Указанные факторы в значительной степени предопределяют развитие производства продукции в последующие периоды времени. Рост производительности труда, вследствие развития промышленного производства в целом, как известно, приводит к уменьшению стоимости ранее введенной в эксплуатацию продукции и вызывает ее моральный износ первого рода. Уменьшение стоимости ранее введенной в эксплуатацию проМЕППленной продукции вследствие роста производительности труда оказывается на величине капитальных и эксплуатационных затрат. В связи с этим при определении полных народнохозяйственных затрат следует ввести норматив приведения Е характеризующий эквивалентность разновременных затрат, соответствующих росту производительности труда, поэтому при приведении к расчетному году величина капитальных затрат, вложенная как единовременная, до расчетного года делится на коэффициент приведения (/Е) величины эксплуатационных затрат, введенные после Значение норматива приведения пропорционально велирасчетного года умножаются на коэффициент приведения (/т) чине годового роста производительности труда в народном хозяйстве. Важным моментом учета фактора времени на затраты общественного труда является обращение части погашенной стоимости действующих основных средств (амортизационноБо*фонда) на обновление техники и получение дополнительной экономии общественного труда [20]. Б работе принято, что поскольку отчисления на реновацию вливаются в фонд финансирования капитальных вложений как один из источников его образования, то нет надобности в особом, дополнительном посуществу учете возможной экономии от его приложения. Если же реализовать указанную рекомендацию, то это приведет, к двойному учету экономии с одного рубля вложений. С учетом приведенных выше положений интегральный показатель в общем виде может быть представлен выражением [55]: TCrJr т?=/ Т-/ У» где Т П±средний срок службы продукции, годгодовой полезный эффект от эксплуатации продукции в i: -ом годуk Бремя от момента вложения капитальных затрат до расчетного года, годJ 2 эксплуатационные затраты в tом году, у й статьи, руб. Интегральный показатель для случаев, когда ежегодный полезный эффект Е ежегодные эксплуатационные затраты остаются постоянными, а капитальные затраты вносятся в расчетный год, определяется по формуле [55]: 1СТ)-3 п-т (/+?VI +*УX. (2.5) Значение коэффициентов приведения в завиоимости от срока службы продукции приведены в приложении I, Полезный эффект изатраты на создание и эксплуатацию, входящие в формулы (2.4) и (2.5), зависят от единичных показателей качества. Поэтому интегральный показатель представляет собой функцию нескольких показателей качества продукции. Наибольшее влияние на увеличение полезного эффекта оказывают также показатели качества как производительность, надежность, долговечность и другие показатели, отражающие подобные свойства. Наибольшее влияние на снижение издержек общественного труда оказывают материалож энергоемкость, производственная технологичность и ремонтопригодность.1,2. Разработка относительного интегрального показателя для оценки качества промышленной продукции Одним из недостатков интегрального показателя, определяемого по выражениям (2.4) и: (2.5), является то, что в нем не всегда могут быть выражены в явной форме единичные показатели, что затрудняет анализ влияния изменения отдельных единичных показателей на уровень качества изделия, а также решение ряда прикладных задач. Решение прикладных задач, связанных с управлением качества промышленной продукции, например, рудничного электрооборудования (рис, 1,1), значительно упрощается с помощью относительного интегрального показателя качества: r (T)-I (T)/z (Ts), (2.6) где 1(Т) интегральный показатель качества оцениваемой продукции, э$ф/руб.- JftTs) интегральный показатель качества базовой продукции, эфф/руб, Подход к определению относительного показатели качества с других позиций осуществлен в [48], Выражение относительного интегрального показатели качества («уровень эффективности новой техники») согласно [48] базируется на структуре затрат, включающей затраты на машину, труд, энергию, материалы про-_ дукции, нормируемую прибыль аналога. «Доли затрат» показателей качества определены на основе структуры затрат продукции, вырабатываемой машиной. Поскольку структура затрат на машину и ее продукцию принималась одинаковой, то и определение коэффициентов весомости упрощается. В действительности не во всех случаях структура затрат вырабатываемой продукции тождественна структуре затрат самой машины. В предложенной модели 48] йорленклатура единичных показателей качества продукции ограничена структурой затрат, что при необходимости не позволяет вводить другие единичные покаазатели качества продукции, для оценки уроння качества, например, безопасность, надежность. Подставляя выражение (2.4) в (2.6), получим значение относительного интегрального показателя как функций затрат, обусловленных соответствующими единичными показателями качества промыщленной продукциигде /y отношение полезных эффектов сравниваемого и базового изделия- /7 U/7Sполные затраты на создание и эксплуатацию соответственно сравниваемого и базового изделия, руб. Для выделения единичных показателей качества продукции в явной форме запишем знаменатель выражения (2.7) следующим образом: J— 7 7 (2.8) Умножив л.
Выводы.
1. Выявлены нелинейные зависимости интегральных показателей качества рудничных КШ от мощности трансформатора и магнитных пускателей от номинального тока контактора в пределах параметрического ряда, что характеризует нелинеуную модель качества этих изделий.
2. Уровень качества трансформаторных подстанций ТКШ, определенный по интегральному показателю, составляет 0,943 по сравнению с конструкцией ТСВП, а уровень качества магнитных пускателей ПМВИ по сравнению с пускателями серии ПВИ составляет 0,75. Достижение оптимальной наработки на отказ повысит уровень качества сухих трансформаторных подстанций на 14,3 $, магнитных пускателей — на 9,8 $.
3. Определены основные направления повышения качества рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей, позволяющие определять рациональные пути совершенствования этих изделий.
Эффективными путями совершенствования рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей являются повышение показателей надежности (время восстановления, наработка на отказ, срок службыи снижение стоимости.
Показано, что изменение относительного интегрального показателя от десятипроцентного изменения относительных величин наработок на отказ, времени восстановления, времени и периодичностЕ профилактического ремонта, а также стоимости соответственно составляют для рудничных КШ (ГСШ-250-: 3,9- 3,6- 1,8- 1,8 и 1,0%, магнитных пускателей (ПШ-250-: 4,2- 2,7- 1,0- 1,0- и 1,0%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
На основании проведенных исследований общие выводы и результаты работы можно сформулировать следующим образом.
1. Разработана структура организации в угольной промышленности службы систематического контроля и управления качеством рудничного электрооборудования, позволяющая повысить роль заказчика и сделать ее определяющей при решении задач управления качеством электротехнической продукции.
2. Обоснована целесообразность применения интегрального показателя для решения задач управления качеством продукции. Показана целесообразность использования в интегральном показателе полных народнохозяйственных затрат и полезного эффекта за срок службы промншленной продукции.
Рекомендации по применению интегрального показателя учтены в проекте государственного стандарта на карту уровня и качества продукции.
3. Разработаны относительные интегральные показатели качества для рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей, в которых выделены эксплуатационные параметры с учетом долей затрат, обусловленных этими параметрами, позволяющие управлять качеством КГП и магнитных пускателей при проектировании, изготовлении и эксплуатации.
Относительный интегральный показатель можно использовать для оценки качества промышленной продукции, а также в условиях неполной информации о сравниваемом образце.
4. Построены номограмма для определения базовых величин напряжения короткого замыкания рудничных КШ с учетом условий обеспечения рационального напряжения, определяемых участковыми системами электроснабжения, а также номограммы для определения стоимости потерь электроэнергии в меди и стали трансформатора,.
5. В результате исследования качества рудничного электрооборудования установлена нелинейная модель качества, что подтверждает правильность применения интегрального показателя для оценки качества продукции, так как использование средних взвешенных показателей в подобных случаях приводит к неоправданному усложнению методики оценки качества изделий.
6. Разработана экономико-математическая модель оптимизации показателей наработок на отказ рудничного электрооборудования на основе технико-экономического критерия с учетом ограничений, налагаемых системой электроснабжения добычного участкарепвна оптимизационная задача распределения этих показателей методом определенных множителей Лагранжа. Даны рекомендации по оптимальным наработкам на отказ рудничных трансформаторных подстанций и магнитных пускателей.
7. Уровень качества рудничного электрооборудования, определенный по интегральному показателю, для трансформаторных подстанций типа ТКШ составляет 0,94 В по сравнению с конструкцией ТСШ, для магнитных пускателей ПМШ — соответственно 0,75 по сравнению с пускателями серии ДШ.
8. Эффективными путями совершенствования трансформаторных подстанций и магнитных пускателей являются повышение показателей надежности (среднее время восстановления, наработка на отказ, ремонтопригодность: средний срок службыи снижение стоимости изготовления. Показано, что изменение отяосительного интегрального показателя от десятипроцентного изменения относительных величин наработок на отказ, времени восстановления, времени и периодичности профилактических ремонта, а также стоимости соответственно для рудничных КШ СТСШ-250- 3,9- 3,6- 1,8- 1,8- 1,0 $- магнитных пускателей (ПШ-250- 4,2- 2,7- 1,0- 1,0 и 1,0 $.
Достижение оптимальной наработки на отказ повысит уровень качества сухих трансформаторных подстанций на 14,3 $, магнитных пускателей — на 9,8 $.
