ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ _________ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ _____________________________________________________________________________ Г.В. ПОПОВ, Л.Б. ЛИХАЧЕВА ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «КВАЛИМЕТРИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ» 6 Воронеж 2005 7 УДК 658.6. (075.8) ББК Ж.ц я7 П 57 Научный редактор профессор. Г.В. ПОПОВ Рецензенты: кафедра физики металлов Воронежского государственного технического университета; к.т.н., В.Б. СОЛОВЬЕВ (ВГУ) Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежской государственной технологической академии П 57 Попов, Г.В. Лабораторный практикум по курсу «Квалиметрия и управление качеством» [Текст]: учеб. пособие / Г.В. Попов, Л.Б. Лихачева. Воронеж. гос. технол. акад.; Воронеж, 2005. 88 с. ISBN 5-89448-295-Х Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями ГОС ВПО подготовки инженеров по направлению 653800 – «Стандартизация, сертификация и метрология» (специальность 072000), дневной и заочной форм обучения. Он предназначен для закрепления теоретических знаний дисциплин цикла СД и формирования практических навыков инженерной работы. Библиогр.: 5 назв. П 2003000000 − 13 ОК 2(03) − 2005 ISBN 5-89448- 8 УДК 658. 6 (075.8) ББК Ж. ц я7 Без объявл. © Попов Г.В., Лихачева Л.Б., 2005 © Воронеж. гос. технол. акад., 2005 Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежской государственной технологической академии, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия академии запрещается. 9 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие……………………………………… 5 Практическая работа № 1. Формирование представлений о качест6 ве…………………………………………………………. Практическая работа № 2. Формирование единичных показателей качества промышленной продукции ……………………………….... 8 Практическая работа № 3. Построение многоуровневой структуры показателей качества…………………………………………………... 10 Практическая работа № 4. Определение качества продукции дифференциальным ме14 тодом …………………………………………….……. Практическая работа № 5. Метод интегральной оценки уровня качества технических 19 изделий ……………………………………………... Практическая работа № 6. Метод комплексной оценки уровня качества……………………………............................................ 24 Практическая работа № 7. Оценка уровня качества продукции смешанным методом ……………………….……………………………….. 33 Практическая работа № 8. Показатели стандартизации и унификации. Патентноправовые показатели качества…………………………. 36 10 Практическая работа № 9. Определение коэффициентов весомости показателей качества с помощью ранжированных рядов…….……… 39 Практическая работа № 10. Определение коэффициентов весомости показателей качества с помощью экспертного метода ……………… 43 Практическая работа № 11. Определение качественного состава экспертной комиссии 48 ….………………………………………….……... Практическая работа № 12. Метод попарного сопоставления объектов ……………. Практическая работа № 13. Метод полного попарного сопоставления объектов…… 51 58 Практическая работа № 14. Выбор основных показателей, характеризующих надежность изделий………………………………….…….. 60 Практическая работа № 15. Качество и конкурентоспособность изделий..…………. 70 Практическая работа № 16. Структурирование функции качества…………….......... 75 Практическая работа № 17. Построение диаграммы Исикава…….………………… 83 Библиографический список…………………………….. 87 11 Предисловие Дисциплина «Квалиметрия и управление качества» относится к циклу специальных дисциплин и является базовой для подготовки студентов по специальности 072000 – «Стандартизация и сертификация» направления 653800 – «Стандартизация, сертификация и метрология». Целью изучения дисциплины является изучение принципов измерения и оценки качества в сочетании с проблемой управления качеством. Задачи дисциплины: ознакомление студентов с основными подходами выявления параметров, позволяющих проводить переход от качественных показателей к количественным, проведения контроля и управления качеством продукции. Навыки и знания, приобретенные студентами при изучении дисциплины, «Квалиметрия и управление качеством » способствуют усвоению материала при изучении цикла СД. Учебное пособие предназначено для закрепления теоретических знаний дисциплины и выработки практических навыков инженерной работы. Пособие содержит 17 практических работ, каждая из которых снабжена краткими теоретическими сведениями, методическими указаниями по порядку ее выполнения, а также списком контрольных вопросов для проверки полученных студентами знаний. 12 Практическая работа № 1 Формирование представлений о качестве Цель работы: ознакомиться с понятием «качество продукции» и нормативными документами, объясняющими такие понятия как «качество», «обеспечение качества», «управление качеством». Краткие теоретические сведения Историческое понятие « качество» прошло путь от примитивного разделения предметов на «хороший – плохой» через философский подход – когда нечто перестает быть тем, что есть, если теряет свое качество. Международная организация по стандартизации ввела стандарт 8402, включающий такие понятия как «обеспечение качества», «управление качеством», «спираль качества». Требования к качеству на международном уровне определены стандартами ИСО серии 9000. Большую роль в формировании современного представления о качестве сыграла Академия проблем качества Российской Федерации. В результате деятельности Академии сформировалось концептуальное видение качества как одной из фундаментальных категорий, определяющих образ жизни, социальную и экономическую основу успешного развития человека и общества. Выделяют четыре уровня качества: соответствие стандарту (техническим условиям, договору); соответствие использованию (стандарту и эксплуатационным требованиям); -соответствие фактическим требованиям рынка (выполнение требований покупателей о высоком качестве и низкой цене товара); соответствие скрытым потребностям покупателей. Рассматривают три аспекта качества. 13 Качество исполнения – предусматривает производство продукции или услуг в соответствии с требованиями государственных стандартов, соблюдение требований технологического процесса. Качество конструкции – соответствие готовой продукции определенным параметрам - форма, цвет, удобство и т.п. Функциональное качество – соответствие требованиям спроса. Все три аспекта качества одинаково важны, в комплексе обеспечивают создание качественной продукции. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Привести пример товара или услуги плохого качества. Проанализировать недостатки с точки зрения соответствия техническим условиям, качеству конструкции и функциональному качеству. Указать сущность и причины расхождения в представлении о качестве у производителя и потребителя, с Вашей точки зрения. 3. Оформить отчет. Содержание отчета 1. Привести результаты оценки качества товара или услуги. 2. Сформулировать выводы по работе. 3. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. В чем особенности качества продукции как социальноэкономической категории? 2. Каково значение повышения качества? 3. Что такое качество продукции? 4. Что такое управление качеством? 5. Каковы принципы управления качеством? 14 Практическая работа № 2 Формирование единичных показателей качества промышленной продукции Цель работы: изучить существующие показатели качества продукции, научиться формировать единичные показатели качества. Краткие теоретические сведения Качество продукции - совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности (Международный словарь «ИСО 8402-86. Качество. Словарь.». Каждый показатель качества, являясь количественной характеристикой одного из свойств объекта, должен отражать способность этого объекта удовлетворять общественные потребности в конкретных условиях. Таким образом, при формировании (введении) любого показателя качества необходимо учитывать следующие компоненты качества: Общественную потребность (ОП); конкретные условия (КУ); объект (О) и степень удовлетворения потребности (СУП). Показатель качества должен давать ответ на вопрос: в какой степени рассматриваемый объект (явление) обладает свойством (способностью) удовлетворять общественную потребность (интерес, ценность)? Показатели качества делятся на единичные и комплексные. Единичные показатели относятся к одному из свойств продукции, определяющих качество, а комплексные - сразу к нескольким. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями методических указаний. 15 2. Выбрать объект экспертизы. Объектом экспертизы могут быть продукты питания, обувь, средства измерений и т.д. Сформировать единичные показатели качества и определить меры показателей качества (в единицах физических величин или в безразмерных единицах). Результаты оформить в виде табл. 1. 3. Составить отчет. Таблица 1. Наименование объекта экспертизы Единичные показатели качества Меры Содержание отчета 1. Привести результаты экспертизы в виде таблицы. 2. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 3. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Проверить, отвечает ли данный показатель на вопрос: в какой степени рассматриваемый объект (явление) обладает свойством (способностью) удовлетворять общественную потребность (интерес, ценность)? 2. В чем сущность основных аспектов понимания категории «качество»? 3. В чем сущность основных направлений развития управления качеством в России? 16 Практическая работа № 3 Построение многоуровневой структуры показателей качества Цель работы: изучить метод построения многоуровневой структуры показателей качества. Краткие теоретические сведения Различают функциональный и субъективный способы образования комплексного показателя качества. Функциональный способ нахождения комплексного показателя качества заключается в образовании комплексного показателя через функциональные зависимости, отражающие объективные законы природы. Субъективный способ образования комплексного показателя качества заключается в образовании комплексных показателей по субъективным признакам. В номенклатуру показателей качества промышленной продукции, регламентированной нормативными документами, входят 10 групп показателей качества: показатели назначения; показатели надежности; показатели технологичности; показатели унификации; патентно-правовые показатели; эргономические показатели; эстетические показатели; показатели транспортабельности; показатели безопасности; экологические показатели. В свою очередь группы показателей качества могут быть подразделены на подгруппы, а подгруппы на единичные показатели качества. Так, показатели назначения подразделяются на 4 подгруппы показателей: классификационные показатели; показатели функциональные и технической эффективности; конструктивные показатели; показатели состава и структуры. 17 Показатели надежности также подразделяются на 4 подгруппы показателей: безотказности; долговечности; ремонтопригодности; сохраняемости. К показателям технологичности относятся: трудоемкость, материалоемкость, себестоимость. К показателям унификации относят коэффициенты: применяемости; повторяемости; взаимной унификации для групп изделий; унификации для группы изделий. Патентно-правовые показатели выделяют две подгруппы показателей: патентной защиты и патентной чистоты. В группу эргономических показателей входят следующие подгруппы показателей: антропометрические; гигиенические; физиологические и психофизиологические; психологические. Эстетические показатели подразделяются на следующие подгруппы показателей: информационной выразительности; рациональности формы; целостности композиции; совершенства производственного исполнения и стабильности товарного вида. К показателям транспортабельности относят: массу изделия, габаритные размеры; среднюю стоимость перевозки на 1 км пути и т.д. К показателям безопасности относят: сопротивление изоляции токоведущих частей; электрическую прочность и т.д. К экологическим показателям относят следующие показатели: содержание вредных примесей в составе продукции; вероятность выбросов вредных частиц, газов, излучений при производстве, хранении, транспортировании, эксплуатации и т.д. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями методических указаний. 2. По данным практического занятия № 1 образовать комплексные показатели качества субъективным способом с учетом 10 групп показателей качества и их подгрупп. Построить иерархическую структуру показателей качества. Многоуровневая структура показателей качества должна иметь вид, показанный на рис.1 3. Составить отчет. 18 Обобщенный показатель качества верхнего уровня Комплексные показатели 2-го, 3-го, ... Уровней Комплексный показатель качества нижнего уровня Единичные показатели качества Рис. 1 Содержание отчета 19 1. Привести иерархическую структуру показателей качества выбранного объекта. 2. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 3. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Какие элементы входят в подгруппу показателей безопасности? 2. Какие элементы входят в подгруппу показателей долговечности? 3. Какие элементы входят в подгруппу показателей ремонтопригодности? 4. Какие элементы входят в подгруппу показателей сохраняемости? 5. Какие элементы входят в подгруппу антропометрических показателей? 6. Какие элементы входят в подгруппу гигиенических показателей? 7. Какие элементы входят в подгруппу физиологических и психофизиологических показателей? 20 Практическая работа № 4 Определение качества продукции дифференциальным методом Цель работы: изучить методику оценки уровня качества дифференциальным методом. Краткие теоретические сведения Дифференциальный метод оценки качества есть в первую очередь квалификационный метод, который позволяет оценивать по таким категориям качества как «превосходит», «соответствует» или «не соответствует» определенному уровню качества аналогичных изделий. В тоже время при дифференцированном методе оценки качества продукции количественно оцениваются отдельные свойства изделия, что позволяет принимать конкретные решения по управлению качеством заданной продукции. При дифференцированном методе оценки качества продукции рассчитывают уровни единичных и (или) обобщенных показателей свойств по формуле, qi=Pi/Piб (шкала интервалов), когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует улучшение качества изделий. Например, относительные показатели производительности, мощности, коэффициента полезного действия, срока службы. По формуле qi=Piб/Pi (шкала отношений), вычисляют относительные значения таких показателей, как материалоемкость; расход материалов, топлива, энергии; содержание вредных примесей в отходах, трудоемкость; параметры потока отказов и др. Необходимым условием измерения качества по шкале отношений (или интервалов) является утверждение единого эталона или базы и перечня показателей его качества. Нельзя в качестве 21 значений базовых показателей устанавливать наивысшие значения показателей, достигнутые в разных образцах продукции. В качестве базового следует принимать один реальный образец. Результаты сравнительной оценки качества дифференциальным методом по нескольким показателям могут быть представлены графически на рис.2. Рi / Piб 1,5 или Рi / Piб 1 0 1 2 3 4 5 … Сравниваемые показатели Рис. 2 При использовании дифференциального метода оценки уровня качества могут возникать различные ситуации. Уровень качества оцениваемой продукции не ниже базового в тех случаях, если: • все относительные показатели больше единицы; • все относительные показатели равны единице; • часть относительных показателей больше единицы, а остальные равны единице. Уровень качества будет ниже базового образца (эталона) при следующих результатах сравнения: • все остальные показатели меньше единицы; • часть относительных показателей меньше единицы, а остальные равны единице. Однозначный вывод об уровне качества сложно сделать, если часть относительных показателей больше или равна единице, а часть – меньше. В таком случае необходимо все анализируемые показатели разделить по значимости на две группы. В первую группу следует включить показатели, определяющие наиболее существенные свойства продукции, а в другую - второ22 степенные. Если при этом в первой группе все относительные показатели больше или равны единицы, а во второй большая часть показателей также не меньше единицы, то можно сказать, что уровень качества оцениваемой продукции не ниже базового образца. В противном случае следует прибегать к методу комплексной оценки. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Определить уровень качества продукта, изготавливаемого по экспериментальной технологии «Молоко сгущенное «Сказка», по указанной методике в соответствии с вариантом табл. 3. Представить в виде табл. 2 и графически результаты сравнительной оценки качества дифференциальным методом по нескольким показателям. 3. Составить отчет. Наименование показателей Числовые значения показателей качества исследуемое базовое Кислотность, ˚ Т Массовая доля сахарозы, % Массовая доля сухих веществ, % Массовая доля жира, % Пальмитолеиновая кислота, % Энергетическая ценность, ккал Органолептические показатели, вкус/цвет/запах Массовая доля влаги, % Содержание углеводов, г Содержание отчета 23 Таблица 2 Результаты сравнительной оценки 1. Описание методики расчета качества продукта дифференциальным методом. 2. Привести результаты оценки качества дифференциальным методом (табл. 2). 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Таблица 3 Наименование показателей 1 2 Варианты 3 37 48 48 49 30 50 31 47 47 60 43,5 40 44,7 41,5 42,8 44 42,8 43 41,7 40 28,5 29,5 30 30 32 31 31 32 27,5 33 8,5 8,5 8,5 8,5 6,5 8,5 7,0 8,5 7,5 8,5 2 5 4 4 4 3 3 5 3 3 340 320 330 320 320 320 310 320 306 320 3/2/3 5/5/5 3/4/3 5/5/5 4/3/3 5/5/5 4/4/3 5/5/5 4/3/4 5/5/5 27,0 26,5 22,1 26,5 25,0 26,5 26,5 26,5 24,0 26,0 53 56 52 57 55 59 54 57 53 56 4 5 о Кислотность, Т а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля сахарозы, % а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля сухих веществ, % а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля жира, % а) нов. образца б) баз. образца Пальмитолеиновая кислота, % а) нов. образца б) баз. образца Энергетическая ценность, ккал а) нов. образца б) баз. образца Органолептические показатели, вкус/цвет/запах а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля влаги, % а) нов. образца б) баз. образца Содержание углеводов, г. а) нов. образца б) баз. образца 24 Наименование показателей Кислотность, о Т а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля сахарозы, % а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля сухих веществ, % а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля жира, % а) нов. образца б) баз. образца Пальмитолеиновая кислота, %. а) нов. образца б) баз. образца Энергетическая ценность, ккал а) нов. образца б) баз. образца Органолептические показатели, вкус/цвет/запах а) нов. образца б) баз. образца Массовая доля влаги, % а) нов. образца б) баз. образца Содержание углеводов, г а) нов. образца б) баз. образца Окончание табл. 3 Варианты 6 7 8 9 10 44 45 46 47 47 48 47 49 49 50 40,5 41 40,7 42,5 42,8 44 46,5 40 42,5 42 26 32 28 30 29 27 27 27 30 32 7,0 8,5 6,5 8,5 7,0 8,5 7,5 8,5 7,5 8,5 5 4 3 5 2 5 2 4 2 3 340 320 306 320 310 320 307 320 309 320 4/4/5 5/5/5 4/3/2 5/5/5 3/3/3 5/5/5 4/4/5 5/5/5 4/4/4 5/5/5 24,0 26,0 23,1 26,0 24,5 26,5 25,5 26,0 25 26,5 53 57 53 59 53 56 52 57 51 56 Контрольные вопросы 1. В чем суть дифференциального метода оценки уровня качества? 25 2. Какие существуют методы оценки уровня качества продукции? 3. Как осуществляется оценка уровня качества? 4. Что такое дифференциальный показатель качества продукции? Практическая работа № 5 Метод интегральной оценки уровня качества технических изделий Цель работы: изучить методику оценки уровня качества изделия интегральным показателе, научиться определять интегральный показатель уровня качества продукции. Краткие теоретические сведения Интегральным показателем качества Рин называется показатель, характеризующий в наиболее общей форме эффективность работы изделия. Интегральный показатель уровня качества оцениваемого изделия находят как частное от деления значения интегрального показателя свойств оцениваемого изделия на соответствующее базовое значение, т.е. У ин = Рин.оц Рин.баз . Интегральный показатель качества У ин принимают для расчета тогда, когда установлен суммарный полезный эффект от эксплуатации и суммарные затраты на создание и эксплуатацию изделия. Интегральный показатель качества есть комплексный показатель в виде отношения суммарного полезного эффекта от эксплуатации к суммарным затратам на его создание, приобретение, монтаж у потребителя и наладку и т.п. Его рассчитывают как отношение суммарного полезного эффекта, выраженного в натуральных единицах измерения, от эксплуатации изделия к затратам на его создания и эксплуатацию за весь срок службы: 26 Рин = W , (К с + Зэ ) где W – полезный эффект, т.е. количество единиц продукции или выполненной изделием работы за весь срок эксплуатации изделия, например, число произведенных заготовок или деталей, тонн или кг переработанного сырья и т.д.; Кс – суммарные капиталовложения, включающие оптовую цену, а также затраты на установку, наладку и другие работы; Зэ – эксплуатационные затраты на весь срок службы изделия. В данном случае интегральный показатель качества характеризуется полезным эффектом, приходящимся на одну денежную единицу суммарных затрат. Полезный эффект за срок эксплуатации станка в стоимостных показателях (тыс. р.) определяется по следующей формуле: W = Nnt (100 − q ) c , 100 где N – производительность станка, т/сут.; n – количество дней работы станка в году; t – срок эксплуатации станка, лет; c – стоимость 1т производимого данным станком продукта, тыс. р.; q – время простоев, %. Затраты на создание станка (Кс ) принимают равными стоимости оборудования. Затраты на эксплуатацию станка за весь срок службы ( Зэ ) рассчитывают: Зэ = с1tс2 , где c1 – среднегодовые затраты на эксплуатацию станка, тыс. р.; c2 – затраты на эксплуатацию станка за весь срок службы, тыс. р.; t – срок эксплуатации станка, лет. При сроке службы изделия более одного года интегральный показатель качества Рин вычисляют по формуле: Рин = 27 W , К сϕ (t ) + Зэ где φ(t) – поправочный коэффициент, зависящий от срока службы изделия t лет. Расчетные значения коэффициента ϕ (t ) на период до 24 лет при Ен = 0,15 приведены в табл. 4. t 1 2 3 4 5 6 7 8 ϕ (t ) t ϕ (t ) t 1,000 0,539 0,381 0,304 0,262 0,244 0,210 0,194 9 10 11 12 13 14 15 16 0,182 0,174 0,166 0,160 0,156 0,152 0,149 0,146 17 18 19 20 21 22 23 24 Таблица 4 ϕ (t ) 0,144 0,142 0,140 0,139 0,138 0,137 0,136 0,135 Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Рассчитать интегральный показатель уровня качества нового упаковочного автомата для упаковки Овсяных хлопьев. Варианты представлены в табл. 6. 3. Заполнить таблицу расчетов табл. 5. 4. Составить отчет. Наименование показателей Стоимость станка, тыс. р. Срок эксплуатации, лет Производительность, т/сут Стоимость 1 т продукта, р. Время простоев, % Среднегодовые затраты на эксплуатацию станка, тыс. р. Затраты на эксплуатацию за весь срок службы, тыс. р. Количество дней работы в году 28 Упаковочный автомат Таблица 5 Базовое значение Содержание отчета 1. Описание методики расчета интегральной оценки уровня качества изделия. 2. Привести результаты интегральной оценки уровня качества продукта (табл. 5). 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Какие стороны являются заинтересованными в качестве изделия? 2. Что такое интегральный показатель уровня качества изделия? 3. Сколько существует этапов оценки уровня продукции? Таблица 6 Наименование показателей Стоимость станка, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Срок эксплуатации, лет а) исследуемый б) базовый Производительность, т/сут а) исследуемый б) базовый Стоимость 1 т продукта, р. а) исследуемый б) базовый Время простоев, % а) исследуемый б) базовый Среднегодовые затраты на эксплуатацию станка, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Затраты на эксплуатацию за весь 29 Варианты 1 2 3 4 5 17 20 21 19 23 21 24 22 26 28 12 13 13 12 14 13 20 22 11 12 7 8 8 9 9 12 10 14 11 9 800 700 900 750 700 750 800 750 800 900 6 7 2 3 3 5 4 2 5 3 2,0 3,5 1,5 3,0 2,5 3,0 2,0 4,0 3,0 2,5 срок службы, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Количество дней работы в году а) исследуемый б) базовый Наименование показателей Стоимость станка, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Срок эксплуатации, лет а) исследуемый б) базовый Производительность, т/сут а) исследуемый б) базовый Стоимость 1 т продукта, р. а) исследуемый б) базовый Время простоев, % а) исследуемый б) базовый Среднегодовые затраты на эксплуатацию станка, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Затраты на эксплуатацию за весь срок службы, тыс. р. а) исследуемый б) базовый Количество дней работы в году а) исследуемый б) базовый 30 12 15 13 16 12 14 14 15 13 15 340 350 340 350 340 350 340 350 340 350 Окончание табл. 6 Варианты 6 7 8 9 10 10 13 15 16 22 21 28 29 19 17 8 13 10 14 9 12 16 15 15 13 13 17 15 18 12 15 10 12 14 16 700 700 800 900 950 800 600 700 750 800 6 4 7 5 8 7 6 5 3 2 3,5 1,5 2,5 3,0 3,0 2,5 1,5 3,0 2,5 2,0 17 15 16 13 13 17 16 17 17 18 340 350 340 350 340 350 340 350 340 350 Практическая работа № 6 Метод комплексной оценки уровня качества Цель работы: изучить метод комплексной оценки, научиться определять уровень качества по комплексному показателю, средневзвешенный арифметический показатель; средневзвешенный геометрический показатель; средневзвешенный гармонический показатель. Краткие теоретические сведения Комплексная оценка уровня качества предусматривает использование комплексных показателей совокупностей свойств. Этот метод применяют в тех случаях, когда надо наиболее точно оценивать качество сложных изделий. Необходимость «свертки» всех отдельных показателей качеств с целью получения одного комплексного показателя определяется практической целесообразностью. Комплексный показатель совокупности свойств Р зависит от «взвешенных» параметров учитываемых свойств qi, т.е. от показателей отдельных свойств с учетом их весомости, значимости для Р. Следовательно P = f (qi) , где qi – величина характеризующая размер i -го свойства с учетом его значимости; i =1,2,3,…,n (n – общее число учитываемых свойств). Уровень качества продукции, определяемый по комплексному методу, - это отношение комплексного показателя совокуп31 ности свойств оцениваемого образца ( Pоц ) к соответствующему показателю базового образца ( Pбаз ), т.е. Pоц Рк = . Pбаз Комплексный показатель совокупности различных свойств Р должен учесть значимость каждого из них, т.е. учесть степень влияния величин отдельных свойств на итоговый показатель (уровень) качества. Количественная характеристика значимости данного показателя среди других показателей является коэффициентом весомости. При нахождении значения комплексного показателя совокупности характеристик свойств необходимо величину параметра каждого из множества свойств «взвесить», т.е. умножить на соответствующий коэффициент весомости. При дифференциальном методе в сочетании с комплексным определяются значение относительных показателей групп показателей качества по формуле Р гр = n ∑m q i i , i =1 где mi – коэффициент весомости i -го единичного свойства (показателя); qi – относительное значение i -го показателя качества изделий, n – количество единичных показателей в данной группе показателей. Относительное значение i -го показателя качества определяется по формулам qi=Pi/Piб; qi=Piб/Pi, где Pi – значение i-го показателя качества оцениваемого образца; Piб - значение i-го показателя качества базового образца. Из приведенных формул выбирают ту, при которой увеличению относительного показателя отвечает улучшение качества оцениваемого изделия. 32 Значение обобщенного показателя качества оцениваемого изделия вычисляется по формуле Р об = N ∑M i K iгг , i =1 где Мi – значение коэффициента весомости i -ой группы показателей; N – количество групп показателей качества, по которым проводится оценка технического уровня и качества продукции. При расчетах по этим формулам устанавливается, что сумма коэффициентов весомости единичных показателей качества в пределах группы показателей должна равняться единице, а сумма коэффициентов весомости групп показателей качества, по которым производится оценка, также равняется единице. При комплексном методе оценивания определяют так называемые средневзвешенные значения совокупностей всех учитываемых свойств. Среднее гармоническое взвешенное применяется, когда более значительный, разброс между слагаемыми n ~ P= ∑M i =1 n i Pi ∑ i =1 M i . Среднее квадратическое взвешенное используется в методе наименьших квадратов и широко применяется в квалиметрии: n P = ∑ M i2 Pi 2 . i =1 Среднее геометрическое взвешенное наиболее универсальный и распространенный способ выражения комплексного показателя качества. Он применяется при объединении неоднородных показателей качества, в том числе разнородной продукции, соответствующих разным условиям её применения и имеющих значительный разброс. Математическое выражение среднего имеет вид 33 n P = ∏ Pi M i . i =1 Из представленных выражений следует, что при расчете комплексного показателя наиболее важной является задача определения коэффициентов весомости ( M ), значения показателей качества ( P ) устанавливаются лабораторными, органолептическими и другими методами. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Рассчитать относительные, групповые и обобщенные показатели качества Ворошителя солода. Заполнить табл. 7. Исходные данные для оценки уровня качества указаны в табл. 8. Рассчитать: средневзвешенное арифметическое; среднее гармоническое; среднее квадратическое взвешенное; среднее геометрическое взвешенное. 3. Составить отчет 4. Ответить на контрольные вопросы. Содержание отчета 1. Описать методику расчета комплексной оценки уровня качества изделия. 2. Привести результаты расчетов относительных, групповых и обобщенных показателей качества Ворошителя солода (табл. 7) и результаты оценки средневзвешенных значений совокупностей учитываемых свойств. 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Что такое коэффициент весомости? 34 2. Что называется единичным комплексным показателем качества продукта? 3. Что называется обобщенным показателем качества? 1. 2. 3. 4. 35 6 7 0,20 21,0 0,25 5150 0,15 2890 4770 2024 0,15 0,15 0,10 8 9 10 kоб kiгр Групповой показатель 5 qi*mi Единичный показатель 4 qi Коэффициент весомости Баз. изделие 3 Показатели назначения Производительность [т/ч] Масса изделия [кг] Габаритные размеры [мм] длина ширина Частота вращения шнеков, об/мин Значение единичных показателей качества 2 Нов. изделие № подгруппы 1 I Наименование показателей качества № группы Таблица 7 11 5. Установленная мощность двигателя, кВт 9,7 0,20 4,8 0,35 Показатели надежности II 1. 36 Срок службы до кап. ремонта (час, месяц, год) Продолжение табл. 7 1 2 2. 3. III 1. 1. IV 2. 3 Коэффициент готовности Средняя продолжительность ремонта, дни Показатели экономичного расхода сырья, материалов, топлива, энергии и других ресурсов Коэффициент полезного действия Эргономические показатели Соответствие изделия эргономическим требованиям к рабочей позе, зонам достигаемости, хватке руки [балл] Соответствие изделия эргономическим требованиям к количеству и скорости рабочих движений человека, [балл] 4 0,9 5 6 0,35 7 8 9 10 11 0,30 3 0,10 1,0 0,9 0,10 0,50 4,5 0,50 4,0 Окончание табл. 7 37 1 2 V 1. VI 1. 2. VII 1. 2. 38 3 Показатели безопасности Коэффициент безопасности Эстетические показатели Информационная выразительность [балл] Комфортность рабочего места [балл] Показатели стандартизации и унификации Коэффициент применяемости, [%] Коэффициент повторяемости, [%] 4 5 6 7 0,15 1,0 0,7 0,15 0,50 4,6 0,50 4,6 0,10 0,50 46,0 0,50 1,2 8 9 10 11 Таблица 8 Показатели качества I. Показатели назначения 1. Производительность, т/ч 2. Масса, кг 3. Габаритные размеры, мм длина ширина 4. Частота вращения шнеков, об/мин 5. Установленная мощность двигателя, кВт II. Показатели надежности 1. Срок службы до капитального ремонта, мес. 2. Коэффициент готовности 3. Средняя продолжительность ремонта, дни III. Показатели экономичного расхода сырья Коэффициент полезного действия IV. Эргономические показатели 1. Соответствие изделия эргономическим требованиям к рабочей позе, зонам достигаем ости, хватке руки, баллы 39 Варианты 5 6 1 2 3 4 7 8 9 10 19 5450 19 5390 21 5750 20 5270 22 5100 23 5000 25 5500 18 5200 17 5250 18 5120 2800 5270 2000 13,7 2700 6000 1900 14,0 3200 5500 2150 14,1 3000 5800 2050 13,5 3000 5700 2020 10,1 3100 4500 2100 10,2 3150 4800 2030 9,9 3220 4900 2080 10,0 3250 5150 2040 9,6 3050 5220 2060 9,55 48 0,7 2 50 0,75 4 54 0,8 5 56 0,85 3 45 0,9 6 41 0,95 2 58 0,91 3 60 0,83 3 47 0,78 2 36 0,75 4 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 4 4,5 5,0 3,2 3 3,5 3,7 4,8 5,0 4,2 Окончание табл. 8 Показатели качества 2. Соответствие изделия эргономическим требованиям к количеству и скорости рабочих движений человека, балл V. Показатели безопасности 1. Коэффициент безопасности Эстетические показатели 1. Информационная выразительность, балл 2. Комфортность рабочего места, балл VI. Показатели стандартизации и унификации 1. Коэффициент применяемости, % 2. Коэффициент повторяемости, % 40 Варианты 5 6 1 2 3 4 7 8 9 10 4,0 4,2 4,70 5,0 3,60 3,30 4,50 3,90 4,10 5,0 0,70 0,60 0,85 0,80 0,65 0,75 0,90 0,77 0,69 0,80 4,60 4,60 4,70 4,60 3,90 4,60 4,90 4,60 4,80 4,60 5,0 4,60 3,80 4,60 5,0 4,60 4,20 4,60 4,50 4,60 45,0 1,20 46,0 1,20 49,0 1,20 50,0 1,20 54,0 1,20 53,0 1,20 47,0 1,20 56,0 1,20 45,0 1,20 55,0 1,20 Практическая работа № 7 Оценка уровня качества продукции смешанным методом Цель работы: изучить смешанный метод оценки уровня качества продукции, научиться строить иерархическое дерево качества. Краткие теоретические сведения При оценке сложной продукции, имеющей широкую номенклатуру показателей качества с помощью дифференциального метода практически невозможно сделать конкретный вывод, а использование только комплексного метода не позволяет учесть все значимые свойства оцениваемой продукции. В таких случаях для оценки уровня качества продукции применяют смешанный метод. Смешанный метод предполагает составление квалиметрической модели. Разработка ее выполняется на основе приведенных ниже принципов. Принцип первый Качество рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, которые должны представлять интерес для потребителей. Эти свойства формируют так называемое иерархическое дерево свойств продукции которое может неограниченно разрастаться по мере углубления знаний о природе продукции. Иерархическое дерево имеет вид представленный на рисунке. Количество уровней при оценке может быть различным от m до 1. Элементарные свойства на каждом уровне, в большинстве случаев, определяются при различных физико-химических, химических, физических, микробиологических и т.п. измерениях. Принцип второй Различные шкалы измерений абсолютных показателей элементарных свойств должны быть приведены в шкалу с единой размерностью: 41 Принцип трансформации шкал. Трансформация – это определение относительного показателя качества: P Ki = i , Piб где Р – абсолютное значение j-го элементарного свойства, измеренное в эксперименте для i-го уровня качества; Рiб – значение jго элементарного свойства для i-го уровня базового образца. Из этого принципа квалиметрии следует: что нельзя оценить качество, предварительно не уточнив, какие требования предъявляются к продукции, т.е. не выбрав значения базовых показателей; в иерархической системе свойств сравнительная оценка обобщенного показателя на более высоком уровне должна быть не ниже, чем на (i+1)-м уровне. То есть выбор эталона (базового показателя) должен идти по нарастающей. Принцип третий Любое свойство на любом уровне должно быть определено двумя числовыми параметрами: относительным показателем качества – К; коэффициентом весомости – М. Принцип четвертый Сумма коэффициентов весомости всех свойств, находящихся на одном уровне модели должна быть всегда постоянной, заранее заданной, то есть n ∑M j =1 ij =1. где n – число свойств качества на i-м уровне (j = 1, 2, 3, …, n). Составление квалиметрической модели выполняется последовательно по следующей схеме: I этап: выбор номенклатуры показателей качества, которые необходимо включить в модель; II этап: выбор методов определения количественных значений показателей качества и проведение измерений на основании принятых методов; III этап: выбор базовых образцов и установление нормативных значений показателей базовых образцов; IV этап: расчет относительных показателей качества; 42 V этап: выбор метода определения коэффициентов весомости и расчет величин коэффициентов весомости; VI этап: расчет обобщенного показателя. Расчет обобщенного показателя выполняется по известным формулам по принципу среднего взвешенного. Порядок выполнения работы 1. Изучить теоретические сведения. 2. Выбрать объект для экспертизы. Определить относительный показатель качества и определить коэффициент весомости. Построить иерархическое дерево свойств рассматриваемого объекта (см. рис. 1). 3. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описание методики расчета. 2. Привести результаты расчетов. 3. Привести схему иерархического дерева свойств рассматриваемого объекта. 4. Сформулировать выводы по работе. 5. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Какие существуют методы оценки уровня качества? 2. Что такое номенклатура показателей? 3. Какие существуют методы определения коэффициентов весомости? 4. Что такое базовый образец? 43 Практическая работа № 8 Показатели стандартизации и унификации. Патентно-правовые показатели качества Цель работы: изучить основные показатели качества продукции, и определить показатели стандартизации и унификации, патентно-правовые показатели качества. Краткие теоретические сведения Выделяют следующие основные показатели качества: показатели назначения, надежности и долговечности (сохраняемости), технологичности, эргономичности, эстетические, показатели стандартизации и унификации, патентно-правовые и экономические. Для продуктов пищевой промышленности в большинстве случаев имеют важное значение все показатели качества. Показатели стандартизации и унификации определяют степень использования в продукции стандартизованных изделий. Показатели стандартизации характеризуются соотношением количества стандартных элементов в общем составе изделия: К ст = N ст , N общ где Кст – коэффициент стандартизации; Nст – количество стандартизованных элементов в продукте; Nобщ – общее количество компонентов. Показатель патентной чистоты характеризует возможность беспрепятственной реализации изделия как внутри страны, так и за рубежом. Изделие обладает патентной чистотой в отношении данной страны, если оно не содержит технических решений, подпадающих под действие патентов, свидетельств исключительного права на изобретения, промышленные образцы и товарные знаки, зарегистрированные в этой стране. 44 Показатель патентной чистоты для патентно чистого изделия в отношении страны экспорта равняется единице. Изделие, не обладающее патентной чистотой внутри страны, и в отношении зарубежных стран не может быть признано изделием высокого технического уровня. Показатель патентной чистоты определяется по формуле n П= N − ∑ Ki Ni i =1 N , где N – общее число составных частей в изделии; i – число групп значимости; Ki – коэффициент весомости составных частей, подпадающих под действие зарубежных патентов; Ni – количеств составных частей, подпадающих под действие зарубежных патентов. С учетом разделения составных частей изделия на особо важные, основные и вспомогательные показатель патентной чистоты определяется по формуле n Pп.ч.= ∑ j =1 mj + s ∑ m [N i i0 − N iн . п.ч . ] / N i 0 i =1 где mj-коэффициент весомости особо важных составных частей изделия; mi- коэффициент весомости для частей основной и вспомогательной групп; n- количество особо важных составных частей, обладающих патентной чистотой; Ni0-общее количество учитываемых составных частей изделий в i-ой группе; Niн.п.ч.- количество учитываемых составных частей изделий в группе, подпадающей под действие патентов, выданных в стране предполагаемой реализации; S-число групп значимости. 45 Наименование показателя Общее число составных частей: -особо важных -основных -вспомогательных Коэффициенты весомости: -особо важных -основных -вспомогательных Количество составных частей, подпадающих под действие зарубежных патентов, -особо важных -основных -вспомогательных 1 2 3 4 Вариант 5 6 Таблица 9 7 8 9 10 12 23 18 20 25 16 28 30 10 11 86 92 114 121 126 120 119 75 80 110 356 412 401 318 310 415 300 320 470 400 0,52 0,43 0,67 0,28 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,53 0,2 0,33 0,12 0,47 0,28 0,35 0,2 0,15 0,15 0,31 0,28 0,24 0,21 0,25 0,22 0,1 0,20 0,2 0,15 0,22 0 4 11 1 17 6 0 2 25 2 11 29 0 4 7 1 4 7 2 17 26 2 10 10 1 6 24 3 2 16 Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Выбрать объект для исследования, и определить коэффициент стандартизации и показатель патентной чистоты в соответствии с вариантом индивидуального задания табл. 9. 4. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описание методики расчетов. 2. Привести результаты расчетов коэффициента стандартизации и показателя патентной чистоты и проанализировать полученные данные, сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Что такое «свойство продукции»? 2. Какие Вы знаете показатели «свойств продукции»? 3. Что называется промышленной продукцией? 46 Практическая работа № 9 Определение коэффициентов весомости показателей качества с помощью ранжированных рядов Цель работы: изучить шкалы порядка, экспертный метод определения коэффициента весомости. Краткие теоретические сведения Шкала порядка – это последовательный ряд значений, дающий систематизированное представление о простейших соотношениях величин сопоставляемых размеров свойств, признаков или качеств в целом оцениваемых объектов. При попарном сопоставлении всех измеряемых размеров устанавливают, какой размер больше или меньше другого, что лучше или хуже другого. если имеются одинаковые размеры, то это соотношение также устанавливается. Далее установленные соотношения размеров ранжируются в порядке возрастания или убывания (уменьшения) их величин. Сами эти величины при этом остаются неопределенными. Полученный в результате ранжирования ряд значений является шкалой порядка возрастающей или убывающей последовательности. 1. Q1<Q2<Q3<Q4 – шкала возрастающего порядка. 2. Q1>Q2>Q3>Q4 – шкала убывающего порядка. Порядковый номер местоположения Q в ряду порядка называется рангом. Ранг – это некоторая безразмерная количественная характеристика, т. е. численный показатель того, что первоначально было оценено только качественно и представлено в последовательном ряду шкалы порядка. Если, например экспертными измерениями получены такие значения оцененных четырех объектов, как отличный, хороший, удовлетворительный и плохой, то эти оценки могут быть обозначены такими ранговыми числами: отличный – 1, хороший – 2, 47 удовлетворительный – 3, плохой – 4. возможен другой порядок ранжирования и противоположное обозначение оценок. Если результаты оценки (экспертного измерения) качества экспертизы представлены в виде ранжированного ряда, то численное определение оценок экспертов состоит в следующем: 1. Все объекты оценки (изделия, свойства) нумеруются произвольно. 2. Эксперты ранжируют объекты по шкале порядка. 3. Ранжированные ряды объектов, составленные экспертами, сопоставляются. Обобщенные экспертные оценки качества рассматриваемых объектов экспертизы, то есть коэффициенты их весомости рассчитывают по формуле n ai = ∑Q i =1 n,m ij ∑Q i =1, j =1 , ij где n – количество экспертов; m – число оцениваемых показателей; Qij – коэффициент весомости j-го показателя в рангах (баллах), который дал i-ый эксперт. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Согласно варианта табл. 10. Определить суммы рангов каждого из объектов экспертной оценки. Численное значение ранга в ряду возрастающей шкалы порядка увеличивается от 1 до m (m – количество оцениваемых объектов, т. е. m=7). Построить обобщенный ранжированный ряд и рассчитать коэффициент весомости. 48 Содержание отчета 1. Описание методики расчета. 2. Привести результаты расчетов, обобщенный ранжированный ряд. 3. Проанализировать полученные данные и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Что такое шкала порядка? 2. В чем сущность экспертного метода? 3. Из скольких этапов состоит работа экспертной комиссии? Таблица 10 Эксперт 49 Вариант 1;6 №1 Q5 Q3 Q2 №2 №3 №4 №5 Эксперт №1 №2 №3 №4 №5 Q1 Q2 Q1 Q2 Q2 Q3 Q2 Q3 Q3 Q4 Q4 Q4 Q5 Q3 Q2 Q3 Q1 Q3 Q1 Q3 Q4 Q2 Q2 Q2 Q4 Q6 Q3 Q1 Q4 Q5 Q5 Q1 Вариант 2;7 Q6 Q4 Q5 Q5 Q4 Q6 Q4 Q7 Q5 Q6 Q6 Q6 Q6 Q7 Q7 Q5 Q7 Q1 Q3 Q7 Q4 Q5 Q6 Q2 Q5 Q1 Q6 Q7 Q1 Q6 Q7 Q7 Q1 Q7 Q7 Окончание табл. 10 Эксперт №1 №2 №3 №4 №5 Эксперт №1 №2 №3 №4 №5 Эксперт №1 №2 №3 №4 №5 50 Вариант 3;8 Q3 Q1 Q2 Q2 Q3 Q2 Q2 Q1 Q3 Q2 Q5 Q3 Q2 Q3 Q5 Q3 Q1 Q7 Q7 Q2 Q5 Q1 Q2 Q2 Q1 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q5 Q5 Q6 Q5 Q5 Q1 Q3 Q3 Q1 Q4 Вариант 4;9 Q2 Q1 Q2 Q6 Q6 Q3 Q6 Q5 Q1 Q3 Вариант 5;10 Q1 Q2 Q3 Q4 Q4 Q3 Q3 Q5 Q2 Q7 Q6 Q6 Q7 Q6 Q1 Q7 Q4 Q4 Q7 Q6 Q4 Q7 Q5 Q4 Q7 Q4 Q5 Q5 Q4 Q4 Q6 Q7 Q4 Q3 Q7 Q7 Q4 Q1 Q4 Q6 Q6 Q6 Q5 Q6 Q6 Q4 Q5 Q6 Q7 Q4 Q7 Q7 Q7 Q1 Q5 Практическая работа № 10 Определение коэффициентов весомости показателей качества с помощью экспертного метода Цель работы: изучить метод определения коэффициентов весомости показателей качества, и научиться производить расчеты по определению коэффициентов весомости экспертным методом. Краткие теоретические сведения Эксперт – это специалист, компетентный в решении данной задачи (от лат. expertus - опытный). Компетентность эксперта в отношении объекта исследования называется профессиональной компетентностью, а в отношении методологии принятия экспертного решения исследуемой задачи – экспертной компетентностью. Эксперт должен быть беспристрастным и объективным при оценке объекта исследования. Экспертный метод решения задач основан на использовании обобщенного опыта и интуиции специалистов-экспертов. Этот метод используется для определения показателей весомости каждого параметра качества, используемых для последующей оценки его уровня и экономического эффекта. С целью повышения достоверности, точности, надежности и воспроизводимости экспертных оценок экспертизу осуществляют путем принятия группового решения компетентными людьми. Создается экспертная комиссия, состоящая из экспертной и рабочей групп. В экспертную комиссию включаются высококвалифицированные работники в области создания и функционирования оцениваемой продукции: исследователи, конструкторы, технологи, дизайнеры, товароведы, экономисты и т. д. Ранжирование объектов по их качеству можно осуществлять и в табличной форме. В этом случае сопоставления и расчеты численных значений экспертных оценок производятся по следующей методике. 51 Каждый эксперт осуществляет сопоставление и оценку рассматриваемых объектов и составляет таблицу. При этом каждый i-й объект сопоставляется с другими j-ми объектами сравнения. Если при попарном сопоставлении i-й объект признается качественнее j- го, то это обозначается цифрой 1, противоположная оценка обозначается -1, а равнокачественные объекты отмечаются в таблице цифрой 0. В таком случае сопоставительная таблица одного эксперта, например, шести объектов исследования будет иметь следующий вид (табл. 11). Таблица 11 Объект i 1 2 3 4 5 6 Объект j 1 0 -1 1 -1 1 -1 2 1 0 1 0 1 -1 3 -1 -1 0 1 1 1 4 1 0 -1 0 1 1 5 -1 -1 -1 -1 0 -1 6 1 1 -1 -1 1 0 Итого 1 -2 -1 -2 5 -1 Из табл. 11 видно, что предпочтительные оценки данного эксперта получили объекты № 5 и 1. Причем предпочтительнее в данном случае является объект № 5. Данные о предпочтениях всех экспертов группы суммируются и рассчитываются обобщенные предпочтения одних объектов над другими, то есть экспертный показатель качества объекта в виде его частоты предпочтений. Частота предпочтения (Fij) находится как частное от деления всех предпочтений данного объекта на возможное число предпочтений: Fij = N , n где N – число предпочтений экспертов; n – число экспертов. Весомость показателя для данного случая имеет вид aij = 52 Fij C n, где Fij – частота предпочтения i-ым экспертом j-го объекта экспертизы; С – общее количество учитываемых оценок, связанное с объектом экспертизы m следующей зависимостью: C= m(m − 1) . 2 Сумма всех показателей весомости качества объектов исследования: m ∑g j =1 i = 1. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Определить коэффициенты весомости показателей качества, полученных от семи экспертов. Число оцениваемых объектов равно шести. Использовать данные табл. 12-16. 3. Оформить отчет. Содержание отчета 1. Описание методики расчета. 2. Привести результаты интегральной оценки уровня качества продукта. 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Чем характеризуются основные экспертные методы, используемые при проведении расчетов? 2.Какие шкалы используют для оценки показателей качества? 53 Таблица 12 Вариант 2 Вариант 1 Объект i Объект j 3 4 5 -1 1 -1 1 1 0 2 1 2 3 -1 1 0 1 -1 0 4 -1 0 5 1 1 6 -1 -1 6 1 0 -1 -1 -1 1 -1 1 0 -1 -1 1 1 0 1 1 1 -1 0 Объект i 1 2 3 4 5 6 1 0 -1 1 1 1 -1 1 2 3 4 5 6 1 0 -1 1 1 1 1 2 1 0 1 0 -1 -1 Объект j 3 4 -1 -1 -1 0 0 1 -1 0 1 0 1 1 5 -1 1 -1 -1 0 -1 6 1 1 -1 -1 1 0 Объект j 3 4 5 -1 0 -1 6 0 Объект i 1 2 3 4 5 6 1 0 -1 1 1 1 -1 Вариант 5 Объект i Объект j 3 4 -1 -1 -1 0 0 1 -1 0 1 1 1 1 5 6 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 0 1 -1 0 Таблица 13 Вариант 4 Вариант 3 Объект i 2 1 0 1 0 1 -1 1 1 1 2 1 2 -1 1 1 -1 0 3 -1 1 1 0 0 Объект i Объект j 3 4 5 6 -1 -1 -1 1 -1 0 1 1 0 1 -1 -1 -1 0 -1 1 1 1 0 -1 1 -1 1 0 Таблица 14 Вариант 6 2 1 0 1 0 -1 -1 Объект j 3 4 1 1 1 1 -1 2 -1 5 0 6 -1 1 2 1 0 -1 1 3 1 1 -1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 -1 0 1 4 -1 1 1 0 1 1 4 5 0 0 1 1 -1 1 5 1 -1 -1 0 0 1 6 0 0 -1 1 -1 -1 6 0 -1 1 1 0 -1 54 Таблица 15 Вариант 8 Вариант 7 Объект i 1 2 3 4 5 6 1 1 0 -1 0 1 1 2 1 1 1 1 0 1 Объект j 3 4 5 -1 1 -1 0 0 -1 1 1 0 -1 -1 1 -1 -1 1 0 0 1 6 1 1 -1 -1 1 0 Объект i 1 2 3 4 5 6 1 -1 1 0 -1 -1 -1 2 -1 0 1 0 -1 0 Объект j 3 4 5 -1 1 0 -1 1 -1 1 -1 1 0 -1 1 1 1 1 1 0 1 6 -1 -1 -1 -1 0 0 Таблица 16 Вариант 9 Объект i 1 2 3 4 5 6 1 -1 0 -1 -1 0 1 Вариант 10 Объект j 2 3 4 5 0 -1 1 0 1 -1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 -1 -1 1 1 0 6 0 -1 -1 1 1 1 Объект i 1 2 3 4 5 6 Объект j 2 3 4 0 1 -1 0 1 -1 0 1 0 -1 1 1 -1 -1 1 -1 0 1 1 -1 0 1 1 1 -1 5 1 1 1 1 0 0 6 0 -1 0 -1 0 1 Число оцениваемых объектов берется из табл. 17. Таблица 17 Число оцениваемых объектов N2 N3 N4 N5 N6 55 Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 3 0 5 2 4 5 4 3 0 4 5 4 1 0 2 4 3 2 1 3 5 4 0 1 1 0 3 5 2 0 2 3 1 4 5 4 0 2 1 3 1 2 4 5 2 3 4 5 0 Практическая работа № 11 Определение качественного состава экспертной комиссии Цель работы: изучить метод определения качественного состава экспертной комиссии. Краткие теоретические сведения Точность экспертных оценок определяют по согласованности мнений экспертов. Степень совпадения оценок экспертов, входящих в комиссию, характеризует качество экспертизы и выражается коэффициентом конкордации: W= 12S , n ( m 3 − m) 2 где S – сумма квадратов отклонений рангов или баллов каждого объекта от среднего арифметического значения; n – количество экспертов; m – количество оцениваемых объектов. Сумма квадратов отклонений рангов (S) от среднеарифметического их значения (Рср) по всем объектам и экспертам находят по формуле 2 ⎡m ⎤ S = ∑ ⎢∑ Qij − Qср ⎥ , i =1 ⎣ j =1 ⎦ n где Qij – оценка в рангах, данная i-му объекту j-м экспертом; Qср – среднеарифметическое значение рангов. Полная запись формулы коэффициента конкордации имеет следующий вид: 2 ⎡m ⎤ 12∑ ⎢∑ Qij − Qср ⎥ i =1 ⎣ j =1 ⎦ . W= n 2 ( m 3 − m) n При W=0 – абсолютная несогласованность, а при W=1,0 – полное совпадение мнений (оценок). Следовательно, 0 ≤ W ≤ 1. 56 При экспертных методах оценки, в которых ранги окончательно не определяются, для нахождения коэффициента конкордации рассчитанные значимости объектов следует переводить в ранги путем их ранжирования. В противном случае оценку степени согласованности мнений экспертов проводят по другим критериям. Кроме того, для определения качества отдельного эксперта проводят тестирование, самооценку, взаимооценку экспертов. По результатам тестирования определяют погрешность каждого эксперта. При определении согласованности мнений экспертов обычно заполняют таблицу, (табл. 18). Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Выбрать объект экспертизы. Cформировать не более семи показателей. Определить способом ранжирования весовые коэффициенты. Определить согласованность мнений экспертов. Определить погрешность каждого эксперта и представить результаты в виде табл. 19. 3. Составить отчет. Таблица 18 Номер объекта 1 … 57 1 Оценка эксперта 2 3 4 Сумма … Отклонение Квадрат отклонений Таблица 19 Ответы на тест 1 2 Эксперты 3 4 5 6 7 Значение определяемого показателя Погрешность эксперта Содержание отчета 1. Описать методику определения качественного состава экспертной комиссии. 2. Привести результаты качественного состава экспертной комиссии. 3. Проанализировать полученные данные и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы Контрольные вопросы 1. Как определяют сенсорные способности экспертов? 2. Как формируется экспертная комиссия? 4. По каким показателям качества экспертов, формируют экспертную комиссию на первом этапе? 58 Практическая работа № 12 Метод попарного сопоставления объектов Цель работы: изучить метод попарного сопоставления, провести экспертизу продукта изучаемым методом. Краткие теоретические сведения Экспертное оценивание по принципу предпочтений при попарном сопоставлении рассматриваемых объектов осуществляют, если количество объектов четное. При этом предпочтение эксперта выражается указанием номера предпочтительного объекта в соответствующей графе таблицы сопоставления, как это показано, например, для шести объектов в табл.20. Номер объекта → экспертизы ↓ 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 2 × 1 2 3 × 5 5 5 5 × 1 2 3 4 5 × Таблица 20 Количество предпочтений i-го объекта, Ni 4 3 2 1 5 0 Максимальное возможное число предпочтений любого из рассматриваемых объектов, полученное от одного из экспертов, равно N max = m − 1 , где m − количество оцениваемых объектов. 59 Частота этих предпочтений Fi находится как частное от деления N i на N max , т.е. Fi = Ni Ni . = N max m − 1 Общее число суждений одного эксперта C , связанное с количеством объектов экспертизы m , находят из соотношения C= m(m − 1) . 2 Определенный одним экспертом показатель i-го объекта или весомость по сравнению с другими объектами рассчитывают по формуле Qi = m,n Fi , i =1, j =1 C ∑ где n − число экспертов в группе. Число экспертов в группе равно пяти и их оценки Fi сводятся в табл. 21. Частоты предпочтений объектов, данные экспертами 1 2 3 4 5 Итого ∑ Fij 60 Таблица 21 Частоты предпочтений объектов F1 F2 F3 F4 F5 F6 Сумма значений всех показателей весомости рассматриваемых объектов: m ∑Q i = 1,0 . i =1 Результат свидетельствует о том, что показатели оценены экспертами достаточно точно. На основании полученных данных строиться итоговый ранжированный ряд. Порядок выполнения работы 1. Изучить теоретические сведения. 2. Выбрать объект экспертизы. По сумме предпочтений каждого объекта экспертизы построить итоговый ранжированный ряд, определить весомость каждого объекта по данным табл. 22-30. Частоты предпочтений объектов, данные экспертами приведены в табл. 31 3. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описание методики расчета. 2. Привести результаты экспертизы качества продукта. 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Что такое ранжированный ряд? 2. В чем суть метода попарного сопоставления? 61 Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 2 × 1 2 3 × 5 5 3 5 × 1 2 6 4 5 × Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 3 × 4 4 4 × 5 2 3 5 × 1 2 3 6 6 × Номер объекта Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 62 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 3 × 4 4 3 × 5 2 5 5 × 6 2 3 4 5 × Таблица 21 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 22 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 23 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 2 × 1 2 × 4 2 3 × 5 5 3 4 × 1 2 3 4 5 × Номер объекта Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 3 × 4 4 4 × 1 2 5 4 × 6 2 3 4 5 × Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 63 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 2 × 3 3 × 4 4 3 × 1 2 3 5 × 1 2 6 4 6 × Таблица 24 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 25 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 26 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 2 × 1 3 × 1 2 3 × 1 2 3 5 × 1 6 3 4 5 × Номер объекта Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 × 1 × 1 2 × 1 2 3 × 1 5 3 4 × 6 2 6 4 6 × Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 64 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 2 × 3 2 × 4 4 3 × 1 2 3 4 × 6 2 3 4 5 × Таблица 27 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 28 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Таблица 29 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Номер экспертизы 1 2 3 4 5 6 Частоты предпочтений F2 F3 F4 F5 F6 65 Номер объекта 1 2 3 4 5 6 × 2 × 3 2 × 1 4 3 × 1 2 3 4 × 1 2 6 4 6 × 1 0,7 1,0 0,9 0,6 0,8 Таблица 30 Количество предпочтений i-го объекта, Ni Номера экспертов 2 3 4 5 0,7 0,4 0,3 0,9 0,1 0,8 0,5 0,5 0,5 0,6 0,2 0,8 0,9 1,0 0,3 0,7 0,7 1,0 0 0,3 6 0,1 0,3 0 0,6 0,7 Таблица 31 Итого ΣFij Практическая работа № 13 Метод полного попарного сопоставления объектов Цель работы: изучить метод полного попарного сопоставления и провести экспертизу рассмотренным методом. Краткие теоретические сведения Метод полного попарного сопоставления предполагает полное заполнение матрицы. В этом случае сопоставляются не только пары 1-2; 1-3; 1-4; но и пары 2-1; 2-3 и так далее. Соответственно каждое свойство сравнивается с другими в прямом (1-2) и обратном (2-1) порядке, что способствует повышению объективности оценки. В результате проведенных сравнений каждым экспертом заполняется и верхняя и нижняя части матрицы. Дальнейшая обработка данных выполняется аналогично методу попарного сопоставления. Общее число суждений одного эксперта С, связанное с количеством объектов экспертизы m, находят из соотношения С = m ( m − 1) . Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями . 2. Выбрать объект для экспертизы, и на основании методики практической работы 7 провести метод полного попарного сопоставления. 3. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описание методики полного попарного сопоставления. 2. Привести результаты сравнений рассматриваемых объектов методом полного попарного сопоставления. 66 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. В чем суть метода полного попарного сопоставления? 2. В чем различие метода попарного сопоставления и полного попарного сопоставления? 67 Практическое занятие № 14 Выбор основных показателей, характеризующих надёжность изделий Цель работы: изучить основные показатели характеризующие надежность изделий. Краткие теоретические сведения Под надёжностью, согласно международному стандарту ИСО 8402-86, понимается способность изделия (единицы продукции) выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение заданного периода времени. Надёжность - сложное свойство, представляющее собой комплексный показатель, включающий в себя такие показатели, как: безотказность; долговечность; ремонтопригодность; сохранность. Показатели безотказности характеризуют свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. К ним относятся: вероятность безотказной работы P(t); интенсивность отказов λ(t); параметр потока отказов φ(t); средняя наработка до первого отказа Тср.; наработка на отказ Т; условная средняя наработка до первого отказа Тср. * Вероятностью безотказной работы называется вероятность того, что в пределах определённого времени (t) или объема работы изделия не произойдёт отказа. Она определяется выражением P(t)≈ N (t ) , N0 где N0 – количество изделий, работавших в начале промежутка времени; N(t) – количество изделий, работавших в конце промежутка времени. 68 Интенсивностью отказов называют вероятность отказа неремонтируемого изделия в единицу времени при условии, что отказ до этого времени не возник. Она может быть определена по следующей формуле: λ(t) ≅ Δn N (t )Δt где ∆n – число изделий, отказавших за время t; N(t) – количество исправных изделий в конце промежутка времени; ∆t – промежуток времени, следующий после t, на котором определяется λ. Средней наработкой до первого отказа Тср. является среднее значение наработки изделий в партии до первого отказа. Она определяется выражением n ∑T Тср = i =1 n i , где Ti – время работы i-гo изделия до первого отказа; n – число изделий в партии. Параметром потока отказов φ(t) называется среднее количество отказов ремонтируемого изделия в единицу времени для рассматриваемого момента времени. Он определяется по формуле: ϕ (t ) = Δn , N 0 Δt где N0 – количество изделий, работавших в промежутке времени; ∆n – количество отказов. Необходимо учесть, что при определении величины φ(t) изделия, отказывающие в течение времени t, ремонтируются. В этом случае N0=N(t). 69 Наработкой на отказ (Т) называется среднее значение наработки ремонтируемого изделия между отказами: n ∑ Tср.i T= i =1 , n где Тсp.i – среднее значение наработки на отказ i-гo изделия; n – число изделий в исследуемой партии. Значение Тср.i определяется по следующей формуле: m Т ср.i = ∑ Tij i =1 m , где Tij - среднее время работы i-гo изделия между j-ым и (j+1)-ым отказами; m - число отказов i-гo изделия. Выбор показателей надёжности является одним из важных вопросов, при формировании показателей качества продукции. При выборе показателей надёжности технических изделий необходимо воспользоваться классификацией технических устройств по различным признакам приведенной в табл. 33. Все технические устройства принято классифицировать по конструктивному признаку: продолжительности эксплуатации; временному режиму использования по назначению; доминирующим факторам при оценке последствий отказа. В табл. 32 перед классификационными признаками проставлены цифры разрядов классификационных шифров изделий. Первый разряд шифра, если изделие неремонтируемое, обозначается цифрой 1, если изделие относится к ремонтируемым, то шифр обозначается цифрой 2. Цифра 2-го разряда определяется продолжительностью эксплуатации, третьего - временным режимом использования по назначению и четвёртого - доминирующим фактором при оценке последствий отказа. Таким образом, для любого технического изделия можно получить соответствующий ему классификационный шифр, состоящий из четырёхзначного числа. Реальным условиям эксплуатации изделия в соответствии с особенностями конструкции изделий соответствует 31 классифи70 кационных шифров изделий, представленных в табл.33. В ней все они разбиты на 10 вариантов, каждому из которых соответствуют свои основные показатели, определяющие надёжность данных изделий. Используя классификацию можно определить шифр данного изделия и с помощью табл. 34 по полученному шифру выбрать основные показатели надёжности. Например, бытовая аппаратура (телевизор) относится к группе ремонтируемых изделий (первая цифра шифра 2), эксплуатируется до предельного состояния (вторая цифра шифра 4), временный режим эксплуатации - прерывисто случайный (третья цифра шифра 3), доминирующим фактором при оценке последствий её отказа является отказ независимо от длительности простоя (четвёртая цифра шифра 1). Таким образом, для телевизора нами получен шифр 2431, и, следует из таблицы 33, что основными показателями надёжности для телевизора являются среднее значение параметра потока отказов - φ(t) (или наработка на отказ Т), ресурс Тд (или срок службы -Тсл.). Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Выбрать изделие из перечня, приведенного в табл. 34. Определить основные показатели надежности для данного изделия. Определить значение показателей надежности: p(t), λ(t), Tcp, φ(t), T (примеры 1-5.). Данные для решения примеров взять из табл. 3539. 3. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описание метода расчета. 2. Привести результаты интегральной оценки уровня качества продукта. 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 71 4. Ответить на контрольные вопросы. Пример 1. Определить вероятность безотказной работы транзисторов, если при их испытании в течение времени t0 в конце промежутка времени to исправных изделий оказалось N(t), Количество изделий подвергшихся испытанию N0. Данные взять из табл. 35. Пример 2. Определить интенсивность отказов, если в конце промежутка времени были исправными N(t) изделий и за время ∆t вышли из строя ∆n изделий. Данные для примера взять из табл. 36. Пример 3. Определить среднюю наработку до первого отказа для 6 изделий в партии, если известно время работы i-гo изделия до первого отказа. Данные для примера взять из табл. 37. Пример 4. Определить параметр потока отказов, для 3-х изделий, если за время ∆t первое изделие отказало n1 раз, второе изделие – n2, третье изделие – n3. Данные для примера 4 взять из табл. 38. Пример 5. Определить наработку на отказ для трех изделий. Пусть первое изделие исправно работало первые t11 ч, затем отказало, и было отремонтировано. После этого до второго отказа оно работало t12часа, до третьего отказа - t]3 ч и до четвертого отказа -t]4 ч. Второе изделие проработало до первого отказа – t21 ч., до второго - t22 ч, до третьего – t23 ч. И, наконец, третье изделие до первого отказа работало – t31 ч, до второго - t32 ч, до третьего - t33 ч и до четвертого – t34 ч. Данные для примера взять из табл. 39. Контрольные вопросы 1. Что называется вероятностью безотказной работы? 2. Что называется интенсивностью отказов? 72 3. Что называется средней наработкой до первого отказа? 4. Что такое параметр потока отказов? 5. Что называется наработкой на отказ? 6. Какие из вышеперечисленных показателей применяются для ремонтируемых изделий, а также для неремонтируемых? 7. Какие показатели, характеризуют долговечность? 8. Какие показатели, характеризуют сохраняемость и ремонтопригодность? № варианта Наименование изделия 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Радиоприемник Холодильник Стиральная машина Магнитофон Электропроигрыватель Утюг Телефон Автомобиль легковой Радиоэлектронные элементы для бытовой аппаратуры Пишущая машина Компьютер Радиоэлектронное оборудование самолета 10 11 12 73 № варианта 13 14 15 16 17 Таблица 32 Наименование изделия Электронновычислительные машины Приборы для научных исследований Контрольноизмерительные приборы, используемые в учебных целях Весы торговые Велосипед Калькулятор 74 1. Неремонтируемые 2. Ремонтируемые Конструктивные особенности изделия Таблица 33 1. До отказа изделия 2. До отказа или до предельного состояния Продолжительность эксплуата3. До окончания выполнения им требуемой функции ции 1. Непрерывный Режим использования 2. Прерывисто-регулярный по назначению 3. Прерывисто-случайный Доминирующий 1. Отказ фактор при оценке 2. Выполнение или невыполнение изделием запоследствий данных функций в заданном объёме отказа 1. До первого отказа 2. До первого отказа или до предельного состояния Продолжитель- 3. До первого отказа или до окончания выполненость ния требуемых функций эксплуатации 4. До предельного состояния 5. До предельного состояния в режиме ожидания или до окончания выполнения требуемых функций в режиме работы 1. Непрерывный Режим использования 2. Прерывисто-регулярный по назначению 3. Прерывисто-случайный 1. Отказ независимо от длительности простоя 2. Выполнение или невыполнение изделием заДоминирующий данных функций в заданном объеме фактор при оценке 3. Вынужденный простой последствий 4. Отказ и вынужденный отказ отказа 5. Выполнение или невыполнение изделием заданных функций в заданном объеме в произвольном моменте начала режима работы № группы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 75 Классифика- ционный шифр группы изделия 1111 1121 1131 2111 2121 2131 1211 1221 1231 2211 2221 2231 1222 2222 1312 2312 2411 2421 2431 2413 2423 2433 2414 2424 2415 2425 2435 2515 2525 2535 Таблица 34 Основные показатели надежности Т* ср - средняя наработка до первого отказа Т*ср - условная средняя наработка до первого отказа; Тд - ресурс или Тсл - срок службы P(tp) - вероятность безотказной работы за tp; Тд или Тсл φ(t) среднее значение параметров отказов или Т наработка на отказ; Тд или Тсл. Кт.и. - коэффициент технического использования; Тд или Тсл. Кг- коэффициент готовности; Тд или Тсл. Кт и φ(t) или Т; Тд или Тсл. Кг; φ(t) или Т; Тд или Тсл. Ко.г. - коэффициент оперативной готовности; Тд или Тсл. № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t 1000 1000 1000 1000 1000 500 500 500 500 500 No 100 150 120 130 140 100 90 90 120 120 Таблица 35 N(t) 98 144 116 126 137 97 87 85 106 114 № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N(t) 1000 1000 1005 1003 1002 1000 500 500 500 503 ∆t 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Таблица 36 ∆n 50 45 45 47 48 49 50 47 45 47 Таблица 37 № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 76 t1 t2 t3 t4 t5 t6 20 40 30 10 100 100 85 70 50 75 25 41 31 15 105 110 80 71 51 72 30 54 39 20 75 120 81 72 55 73 35 45 20 19 109 109 70 50 54 74 31 50 37 18 110 115 50 25 10 75 32 49 40 16 99 76 82 70 56 10 № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n1 2 3 4 4 4 5 2 3 4 5 n2 3 4 3 5 4 5 5 4 2 4 n3 1 2 1 2 3 1 3 5 1 5 Таблица 38 N0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 n4 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Таблица 39 № варианта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 77 t11 t12 t13 t14 t21 t22 t23 t31 t32 t33 t34 100 120 130 100 90 102 500 400 430 420 80 100 120 110 80 100 400 385 410 400 85 90 110 105 70 91 450 350 400 390 90 80 102 90 60 85 200 340 300 350 120 125 131 100 90 98 400 420 400 410 100 110 130 95 85 85 405 400 350 360 90 90 90 90 70 71 380 390 300 340 80 75 75 95 60 65 350 390 410 380 85 80 70 90 65 60 330 380 380 350 70 70 60 85 62 50 310 310 300 300 100 65 55 65 59 41 100 200 250 280 Практическая работа № 15 Качество и конкурентоспособность изделий Цель работы: изучить, что такое конкурентоспособность изделий и научиться определять конкурентоспособность изделий. Краткие теоретические сведения Конкурентоспособность технической продукции – это интегральное понятие, отражающее способность изделий удовлетворять требованиям потребителей при их приобретении. В основе конкурентоспособности продукции лежит ее качество, ее совершенство. Конкурентоспособность продукции оценивается безотносительно к условиям конкретного рынка сбыта и сферы сервисного обслуживания. Конкурентоспособность продукции определяется в основном совокупностью показателей качества, совершенством, уровнем качества, а для технических изделий – техническим уровнем. Конкурентоспособность товара – это характеристика соответствия продаваемой продукции требованиям данного рынка в данный период времени. Следовательно, конкурентоспособность оценивается по-разному. Конкурентоспособность продукции, оцениваемая по показателю ее технического уровня, определяется соответствием продукции современным требованиям потребителей при достигнутом уровне социально-экономического развития общества и его научно-технического прогресса. Конкурентоспособность, оцененная по показателям качества продукции, не является постоянной, а зависит от темпов научно-технического прогресса у ведущих мировых производителей такой же продукции. Конкурентоспособность товара, т. е. продаваемой продукции, определяемая по коммерческим показателям, зависит от конъюнктуры конкретного рынка. Эту конкурентоспособность оценивают по таким основным показателям, как: уровень цены, сроки поставки, условия платежа, уровень таможенных пошлин, 78 налоги и сборы (связанные с приобретением товара), степень ответственности производителей и продавцов за выполнение обязательств и гарантий. Конкурентоспособность товара возможна только при условии удовлетворительной конкурентоспособности товарной продукции по ее качеству. У некачественной продукции нет товарной конкурентоспособности на рынке продаж даже если она дешевая и условия платежа приемлемы и т.д. Основа конкурентоспособности товара – в его качестве. Каждый производитель продукции для обеспечения ее конкурентоспособности должен рассчитать цену потребления, сравнить ее с ценой потребления других производителей-конкурентов и добиться ее максимального снижения при сохранении технических и нормативных параметров продукции. Полная цена потребления, особенно для технических изделий – один из главных показателей для оценки их конкурентоспособности. Общая методология оценки конкурентоспособности продукции состоит в сопоставлении численных значений показателей уровня качества (технического уровня) или основных обобщенных показателей, а также стоимостных показателей изделий оцениваемого товара и базового (базовых) образца (образцов). Наиболее простой метод количественной оценки конкурентоспособности изделий основан на применении обобщенных (главного, группового и интегрального) показателей качества и экономических показателей продукции. Однако показатель (а не оценку) конкурентоспособности продукции обычно выражают отношением полезного эффекта к полной цене потребления, т. е. интегральным показателем качества. При наличии достаточной информации о полезном эффекте и о всех затратах потребителя уровень конкурентоспособности Ук.с. определяется отношением интегральных показателей качества сравниваемых образцов по формуле Рин.оц Wоц Збаз У к .с . = = ⋅ , Рин.баз Wбаз Зоц где Рин.оц и Рин. баз – интегральные показатели качества соответственно оцениваемого и базового образцов; Wоц и Wбаз – суммарные 79 полезные эффекты от эксплуатации соответственно оцениваемого и базового образцов за срок службы; Збаз/Зоц – отношение затрат на приобретение, эксплуатацию и утилизацию соответственно базового и оцениваемого образцов. При Ук.с.≥ 1 продукция конкурентноспособна, при Ук.с ≤ 1 продукция на конкретном рынке не конкурентноспособна. Отношение полных затрат на приобретение и эксплуатацию сравниваемых образцов определяется по формуле: Збаз Зс.баз + Зэ.базТ сл.баз = , Зоц Зс.оц + Зэ.оцТ сл.оц где Зс.оц и Зс.баз – единовременные стоимостные затраты на приобретение соответственно оцениваемого и базового образцов; Зэ.оц и Зэ.баз – средние суммарные эксплуатационные затраты, относящиеся к одному году, соответственно оцениваемого и базового образцов; Тсл.оц и Тсл.баз – срок службы соответственно оцениваемого и базового образцов. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. На основании практической работы № 5 и данных табл.41 определить конкурентоспособность изделия. Привести расчет и заполнить табл. 40. 3. Составить отчет. Содержание отчета 1. Описать методику расчета конкурентоспособности изделия. 2. Привести результаты оценки конкурентоспособность изделия. 3. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 4. Ответить на контрольные вопросы. 80 Таблица 40 Наименование показателей Новое изделие Базовое Количество дней работы в году Срок службы, лет Производительность, т / сут Стоимость 1 т продукта В, р. Время простоев, % Стоимостные затраты на приобретение, р. Суммарные эксплуатационные затраты, относящиеся к одному году, тыс. р. Контрольные вопросы 1. Что такое критерий конкурентоспособности? 2. В чем заключаются принципы оценки конкурентоспособности товаров? 3. Что понимают под порядком оценки конкурентоспособности товаров? 81 Таблица 41 Показателя свойств Стоимостные затраты на приобретение нового изделия, р. Стоимостные затраты на приобретение базового изделия, р. Суммарные эксплуатационные затраты, нового изделия относящиеся к одному году, р. Суммарные эксплуатационные затраты, базового изделия относящиеся к одному году, р. 82 Вариант 5 6 1 2 3 4 7 8 9 10 14000 12000 11000 8000 13000 15000 1600 15500 1200 1100 13000 11000 12500 7000 11000 12000 17000 18000 9000 13000 12000 10000 11050 7500 10500 11000 12000 14000 10100 13000 9000 8000 9500 9000 10100 9000 11000 13000 12000 12000 Практическая работа № 16 Структурирование функции качества Цель работы: изучить метод структурирования функции качества. Краткие теоретические сведения Данный метод представляет собой технологию проектирования изделий и процессов, позволяющую преобразовывать пожелания потребителя в технические требования к изделиям и параметрам процессов их производств. Метод структурирования функции качества – это экспертный метод, использующий табличный способ представления данных, причем со специфической формой таблиц, которые получили название "домиков качества". Основная идея технологии СФК заключается в понимании того, что между потребительскими свойствами ("фактическими показателями качества") и установленными в стандартах параметрами продукта ("вспомогательными показателями качества") существует большое различие. Метод СФК состоит из восьми этапов. Первым этапом СФК является выяснение и уточнение требований потребителей. Потребитель формулирует свои пожелания, как правило, в абстрактной форме типа «удобная мебель» и «легкий телефон», «вкусное мороженое». Задача СФК как раз и состоит в том, что сделать мнение потребителя понятным для инженера. Выяснение требований потребителей начинается с анализа рынка. Для анализа рынка в качестве исходной информации, как правило, используется опрос. На основании опроса фирма определяет, какую именно продукцию следует производить. Опрос производится следующим образом. Сначала определяется выборка потенциальных потребителей, которая хорошо представляет все множество потенциальных потребителей в определенном рыночном сегменте, в котором действует фирма. Затем в рамках выборки производится опрос с тем, чтобы на основе его результатов определить, какими свойствами должна обладать 75 данная продукция, чтобы потребители захотели ее купить. В результате опроса получается список потребительских требований к планируемой продукции, например для автомобиля. Потребительские требования могут выглядеть следующим образом: хочу тратить минимум бензина; чтобы быстро ездил; красивый; безопасный; удобно сидеть; просторно в кабине. Второй этап СФК - ранжирование потребительских требований. Для ранжирования необходимо оценить рейтинги потребительских требований, которые были определены на первом этапе. Если продолжить рассмотрение примера с автомобилем то в результате выполнения второго этапа получим табл. 42. Потребительские требования Хочу тратить минимум бензина Чтобы быстро ездил Красивый Безопасный Удобно сидеть Просторно в кабине Таблица 42 Рейтинг 9 7 8 6 6 4 Третий этап СФК - разработка инженерных характеристик. На первом этапе работы ставится задача составить список инженерных характеристик будущего изделия - взгляд на изделие с точки зрения инженера. Эта команда готовит список характеристик, важных с точки зрения инженеров, и прёдлагает его в качестве результата данного этапа. В результате список инженерных характеристик приобретает следующий вид: масса автомобиля, кг; материал корпуса; скорость разгона до 100 км/ч, сек; цвет отделки салона; высота салона, см. На четвертом этапе СФК производится вычисление зависимостей потребительских требований и инженерных характеристик. В результате выполнения трех предыдущих этапов проектировщики получили ранжированный список потребительских 76 требований, составленный на языке потребителя, и инженерных характеристик, сформулированных на профессиональном языке. На этом этапе необходимо ответить на вопрос: как зависит данное потребительское требование от того, какое значение мы придадим данной инженерной характеристике. Определение взаимосвязи потребительских требований и инженерных характеристик отражено в табл. 43. На этом этапе развития нам не нужна слишком точная, детальная информация. Можно довольствоваться такими, весьма неопределенными понятиями, как сильная, средняя и слабая связь. Для определенности примем, что сильная связь численно равна 9, средняя - 3, слабая связь - 1. Эти цифры пригодятся в дальнейшем для вычисления значений инженерных характеристик. После установления взаимосвязи между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками становится ясно, какие инженерные характеристики наиболее сильно влияют на удовлетворение определенных требований потребителей, какие - слабо, а какие вообще не создают добавленной ценности продукции для потребителя. На этом этапе необходимо решить, нужно ли оставлять в проектируемом товаре те инженерные характеристики, которые не нужны потребителю. При этом следует обязательно учитывать, что некоторые характеристики, даже если они не нужны потребителю, тем не менее, могут быть необходимы для нормального функционирования продукта - в данном случае автомобиля. Поэтому не все, что не добавляет ценность потребителю, должно быть убрано. Зависимость потребительских требований и инженерных характеристик отражена в табл. 43. 77 Скорость разгона до 100 км/ч, сек 9 • ∆ • Чтобы быстро ездил 7 ○ ∆ • Красивый 8 Безопасный 6 Удобно сидеть 6 • Просторно в кабине 4 • Высота салона, см Материал корпуса Хочу тратить минимум бензина Потребительские требования Цвет отделки салона Рейтинг Масса автомобиля, кг Таблица 43 • ○ ○ ∆ Условные обозначения: Сильная связь – •; Средняя связь – ○; Слабая связь - ∆. Пятый этап СФК - построение «крыши». СФК очень часто называется «дом качества» именно из-за «крыши», в которой проставляются взаимосвязи между самими инженерными характеристиками. Противоречивые характеристики обозначим знаком «минус». «Однонаправленные» характеристики обозначим знаком «плюс». В дальнейшем эта зависимость будет учитываться при оптимизации всей системы. Эти характеристики определяют, каким способом, при каких условиях, в каких режимах следует вести процесс производства, чтобы, в конечном счете, получить продукцию, в максимальной степени отвечающую потребительским требованиям. На шестом этапе СФК определяют весовые показатели характеристики инженерных характеристик с учетом рейтинга важности потребительских требований, а также зависимости ме78 жду, потребительскими требованиями и инженерными характеристиками. Ранее показателям тесноты связи между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками были присвоены числовые значения. Например, сильная связь оценивается в 5 баллов, слабая связь - 3 балла, нет связи - 1 балл. Умножая относительный вес потребительских требований (рейтинг) на числовой показатель связи между потребительскими требованиями и инженерными характеристиками, определенный на четвертом этапе, рассчитывается относительная важность каждой инженерной характеристики. Суммируя результаты по всему столбцу, получаем значение цели. Инженерная характеристика с наибольшим значением цели говорит о том, чему следует уделить первоочередное внимание. Структура пятого и шестого этапов СФК представлена в табл. 44 – значения инженерных характеристик. На седьмом этапе производится учет технических ограничений. Не все значения инженерных характеристик достижимы. Поэтому в следующей строчке матрицы проставляют экспертные оценки технической реализуемости тех значений инженерных характеристик, которых в наибольшей степени требуют потребители. С учетом этого получаются скорректированные целевые значения инженерных характеристик. Структура седьмого этапа представлена в табл. 45. Восьмой этап СФК. Содержание этого этапа - учет влияния конкурентов. Говоря о реальном рынке, мы должны помнить о конкурентах, которых в определенной нише может быть очень много. Для наглядного представления о положении дел с конкурентами, обычно используют диаграмму, которую рисуют справа от матрицы .Конкурентов оценивают по тому, насколько полно они способны выполнить каждое из потребительских требований, определенных на первом шаге. Для оценки используют экспертный метод. 79 Высота салона, см Цвет отделки салона Скорость разгона до 100 км/ч, сек Рейтинг (баллы) Материал корпуса Потребительские требования Масса автомобиля, кг Таблица 44 Инженерные показатели Хочу тратить минимум бензина Чтобы быстро ездил 9 • ∆ • 7 ○ ∆ • Красивый 8 Безопасный 6 Удобно сидеть 6 • Просторно в кабине 4 • Цели 102 • ○ 34 162 ○ 72 ∆ 96 Сравнение конкурентов называется процедурой бенчмаркинга, т.е. сопоставимой оценки. Конкуренты - это своеобразные эталоны, по сравнению с которыми оценивают потенциал компании на рынке. Структура восьмого этапа представлена в табл. 46. В результате выполнения вышеуказанных процедур получают исходные данные для технического задания на проектирование и разработку новой продукции например автомобиля. 80 Хочу тратить минимум бензина Чтобы быстро ездил Красивый Безопасный Удобно сидеть Просторно в кабине Цели Техническая реализуемость (баллы по пятибальной шкале) Высота салона, см Цвет отделки салона Скорость разгона до 100 км/ч, сек Рейтинг (баллы) Материал корпуса Потребительские требования Масса автомобиля, кг Таблица 45 Инженерные показатели 9 • ∆ • 7 8 6 6 4 102 ○ ∆ • ○ ○ 34 162 72 96 1 3 4 3 4 • ∆ • • Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Выбрать объект для исследования. По рассмотренной методике получить исходные данные для технического задания на проектирование и разработку новой продукции. Результаты работы по структуризации качества оформить по образцу табл. 46. 3. Оформить отчет. Содержание отчета 1. Привести результаты структурирования функций качества в виде табл. 46. 2. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 81 3. Ответить на контрольные вопросы. Таблица 46 Высота салона, см Цвет отделки салона Скорость разгона до 100 км/ч, сек Рейтинг (баллы) Материал корпуса Потребительские требования Масса автомобиля, кг Инженерные показатели Бенчмаркинг + - Хочу тратить минимум бензина Чтобы быстро ездил 9 • ∆ • ◘ ◘ 7 ○ ∆ • ☼ ◘ Красивый 8 ☼ ◘ Безопасный 6 ∆ ☼ ☼ Удобно сидеть 6 • - - Просторно в кабине 4 • ◘ ☼ ◘ - Цели Техническая реализуемость (баллы по пятибальной шкале) • ○ ○ 102 34 162 72 96 1 3 4 3 4 Контрольные вопросы 1. В чем заключается суть метода СФК? 2. Что такое рейтинг потребительских свойств? 82 Практическая работа № 17 Построение диаграммы Исикавы Цель работы: ознакомиться с методом построения диаграммы Исикавы. Краткие теоретические сведения Причинно-следственная диаграмма описывает такие компоненты качества как «человек», « среда», «машина», «материал», «метод», «контроль». Применительно к решаемой задаче для компонента «человек» необходимо определить факторы, связанные с удобством и безопасностью выполнения операций; для компонента «машина» - взаимоотношения элементов конструкции анализируемого изделия между собой, связанные с выполнением данной операции; для компонента «метод» - факторы связанные с производительностью и точностью выполняемой операции; для компонента «материал» - факторы, связанные с отсутствием изменения свойств материалов изделия в процессе выполнения данной операции; для компонента «контроль» - факторы связанные с достоверным распознаванием ошибки процесса выполнения операции; для компонента « среда» - факторы, связанные с воздействием среды на изделие и изделия на среду. С помощью схемы Исикавы можно определить состав и взаимосвязь факторов, влияющих на объект анализа и выявить относительную значимость этих факторов. Данную работу проводят в следующем порядке: Шаг 1. Определение интересующей Вас проблемы. Вы должны быть уверены, что имеется консенсус относительно формулировки проблемы. Проблему следует сформулировать на большом листе бумаги, на белой доске, или на чем-нибудь аналогичном. Напишите это справа, в центре листа, обведите рамкой и нарисуйте стремящуюся к ней стрелку. Эта формулировка проблемы констатирует результат. Шаг 2. Генерация идей. Теперь необходимо собрать команду, которая должна генерировать идеи относительно того, что яв83 ляется причиной, приводящей к данному результату. Эти причины записываются как ветви, стремящиеся к главной причине. Если существует трудность в определении главных ветвей, можно использовать самые общие заголовки - такие, как методы (технология), машины (оборудование), люди, материалы, окружающая среда, обучение - чтобы помочь команде начать работу. (Правило четырех, пяти и т.д. «М»). Шаг 3. Сортировка причин. Рекомендуется проводить сессию мозгового штурма для сортировки всех возможных причин проблем по каждой из категорий главных причин. Соответствующие идеи выявляются и изображаются на схеме как подклассы. Важно постоянно определять и соотносить причины друг с другом. Допускается повторять подклассы в нескольких местах, если команда чувствует, что существует прямая и многосторонняя связь. Эти усилия обеспечат полноту диаграммы и большую осведомленность команды. Шаг 4. Углубление анализа причин. Следующий уровень причин идентифицируется путем вопроса "Что могло бы вызывать проблемы в этих областях?" Таким образом анализ углубляется до максимально возможного уровня. Причинно-следственная диаграмма Исикавы может быть представлена графически. На рис. 3 характеристики качества, являющиеся следствием, определяют причину А, В, С. Эти причины являются следствием других причин (А1, А2 для причины А; В1, В2, для причины В и т.д.). На рис. 4 приведена часть схемы по определению относительной значимости факторов, вызывающих неудовлетворенность потребителей при получении услуги. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с теоретическими сведениями. 2. Выбрать объект для исследования, и определить от каких факторов и в какой мере зависит качество (например, изготовления творога, выпекания хлеба). 3. Оформить отчет. 84 Содержание отчета 1. Привести результаты работы в виде диаграммы Исикавы. 2. Проанализировать полученные данные, и сформулировать выводы по работе. 3. Ответить на контрольные вопросы. Главная причина В Главная причина А Уровень 2 Причина Уровень 1 Причина Уровень 3 Причина Проблема, подлежащая решению (результат) Главная причина С Главная причина D Рис. 3 85 Пример построения диаграммы Исикава Неопытность Обученность Менеджеры Услуги Знание потребителя Плохой обмен информацией Продавцы Продукция Надежность Обученность Телефон Входные ошибки Ясные инструкции Потребители не удовлетворены Рис. 4 Контрольные вопросы 1. Сколько существует методов контроля качества? 2. Какие компоненты описывает диаграмма Исикавы? 3. В чем особенности построения диаграммы Исикавы? 86 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Азгальдов, Г. Г. О квалиметрии [Текст] / Г. Г. Азгальдов, Э. П. Райхман. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 172 с. 2. Шишкин, И. Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством [Текст] : учеб. пособие / И. Ф. Шишкин; под ред. акад. Н.С. Соломенко. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 342 с, ил. 3. Шишкин, И. Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества [Текст]: учеб. пособие / И.Ф. Шишкин. - М.: Изд-во стандартов, 1987. – 320 с. 4. Шишкин, И. Ф. Теоретическая метрология [Текст]: учеб. для вузов /И. Ф. Шишкин. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 492 с. 5. Шишкин, И. Ф. Квалиметрия и управление качеством [Текст]: учеб. для вузов / И. Ф. Шишкин, В.М. Станякин. - М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. 87 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ _________ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ _____________________________________________________________________________ Г.В. ПОПОВ, Л.Б. ЛИХАЧЕВА ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «КВАЛИМЕТРИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ» Утверждено редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия __________________ Воронеж 2005 88 Учебное издание ПОПОВ Геннадий Васильевич ЛИХАЧЕВА Людмила Борисовна ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «КВАЛИМЕТРИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ» Учебное пособие В авторской редакции Компьютерный набор и верстка Л.Б. Лихачева Подписано в печать . .2005. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Ризография. Усл. печ. л. 5,1. Уч.-изд. л. 4,9. Тираж 300 экз. Заказ 150. С − 13. Воронежская государственная технологическая академия (ВГТА) Участок оперативной полиграфии ВГТА Адрес академии и участка оперативной полиграфии: 394017 Воронеж, пр. Революции, 19 89