Глава 3 Квалиметрия технической продукции

3.1 Показатели технической продукции

Классификация показателей оцениваемой продукции регламентируется Методическими указаниями РД 50-165-82 «Выбор номенклатуры потребительских свойств и показателей качества промышленных товаров народного потребления». Основываясь на этих методических указаниях конкретные отрасли промышленности, разрабатывают свои перечни, учитывающие:

• Требования заказчика или потребителя,

• Назначение и условия использования продукции,

• Особенности менеджмента качества и т.д.

Установление номенклатуры показателей зависит от предназначения продукции, целей ее квалиметрической оценки, областей ее реализации и т.п. Если продукция предназначена для поставки за рубеж, она должна соответствовать не только требованиям контракта или ТУ на поставку, но и требованиям международных стандартов (ИСО, МЭК, МАК, морского регистра и т.д.), а также иметь патентную защиту или соответствующие лицензии патентовладельцев.

Рис.3.1. Укрупненная классификация показателей

Дальнейшее рассмотрение показателей будет проводиться на основе рассмотрения микроэлектронной радиоаппаратуры - РЭА. На рис.3.1 представлена укрупненная классификация показателей, используемых при квалиметрических оценках.

Прямоугольники, представленные на рисунке включают в себя:

1. Назначение, надежность, конструкционные особенности, технологичность, экономичность и конкурентоспособность, экологичность и безопасность, эргономичность и эстетичность, соответствие стандартам, патентная защищенность и т.д.

2. Единичные свойства изделия или комплексные (групповые, интегральные, обобщенные).

3. Прогнозируемые свойства, проектные, производственные, эксплуатационные свойства.

4. Свойства безразмерные, натуральные, выраженные в единицах стоимости.

Дадим краткое описание свойств, вошедших в классификацию.

1А. Назначение. Микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры - РЭА, переход к микропроцессорам и СБИС, в известной мере сгладил особенности радиоаппаратуры разного применения. Тем не менее, при рассмотрении показателей назначения возникают предпосылки для внутреннего разделения РЭА. Подобное разделение приведено на рис.3.2.

Рис.3.2. Иерархия свойств назначения РЭА.

1А1- аппаратура разового применения, работающая один раз в процессе эксплуатации (аппаратура ракет, управляемых снарядов),

- аппаратура многократного действия, работающая с перерывами по мере необходимости (вся бытовая аппаратура, оборудование телевизионных и радиоканалов и т.п.)

- аппаратура непрерывного действия (контрольная аппаратура специального назначения, охранная сигнализация и т.п.).

1А2 - стационарная аппаратура, возимая аппаратура (автомашина, подвижной объект), носимая аппаратура.

1А3 - наземная аппаратура, предназначенная для эксплуатации в условиях, характерных для района использования (крайний север, средняя полоса, тропики), предусматривающая возможность модернизации в процессе эксплуатации. В зависимости от вида использования в ней должны учитываться особенности эксплуатации

(замкнутость и температура пространства автомашины, механические нагрузки при переноске человеком или передвижении автомашины).

- морская аппаратура (корабельная, судовая, буйковая), учитывающая особенности применения (100% влажность, солевой туман, вибрационные и ударные перегрузки, наличие электромагнитных, акустических и радиационных полей) и большую автономность плавания с отрывом от ремонтных баз.

- бортовая аппаратура (аппаратура, устанавливаемая на самолетах, ракетах, космических аппаратах), учитывающая особенности использования (ударные перегрузки, разреженность воздуха, ограниченность массо-габаритных характеристик и т.п.)

1Б. Надежность. Само понятие надежности, как свойства продукции сохранять за установленное время значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в условиях применения, технического обслуживания, хранения, показывает, что оно является сложным свойством. Чаще всего рассматривают единичные свойства безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости. Такие понятия, также входящие в определение надежности, как устойчивость работы, процессная управляемость, живучесть при внешних воздействиях, большинством авторов рассматриваются отдельно и, более того, утверждается, что они не имеют отношения к надежности. Сама характеристика надежности довольно трудна для представления, так как она носит статистический характер. Появление микроэлектронных, а с начала 90–х годов наноэлектронных устройств привело к парадоксальному, на первый взгляд, результату - резкое увеличение числа элементов в системе привело к одновременному возрастанию характеристик надёжности. Объяснение этого “парадокса” довольно просто: надёжность элементов шла опережающими темпами по сравнению с ростом сложности. Так если в 70 – е годы интенсивность отказов оценивалась значениями 10^-5 – 10^-6 единиц отказа в час (т.е один из миллиона элементов откажет в течение часа), то для микроэлектронных элементов была уже предложена единица, названная фитом ( failure digit ) равная 10^-9 , и уже есть сообщения, что наноэлектронные изделия оцениваются тысячными долями фита. В справедливость этих утверждений можно верить умозрительно, так как автору неизвестны методы статистической оценки таких малых величин. Например, для подтверждения интенсивности отказов 10^-2 с доверительной вероятностью 90 % и заданной точностью требуется проведение испытаний длительностью не менее 3200 часов (для одного образца). Уже на этапе исследования систем проекта Аполлон, разработчики отказались от проведения определительных испытаний характеристик надёжности. Второе обстоятельство, характерное для микроэлектронной аппаратуры, говорит о том, что участок приработки оказывается длиннее, чем срок морального устаревания аппаратуры. И, наконец, характеристика средней наработки на отказ для сложной радиоаппаратуры, практически не имеет физического смысла (Л.5,6). Однако, все заказчики и существующие нормативные документы требуют включения характеристик надежности, поэтому любая квалиметрическая оценка проводится с учетом этого свойства.

1В. Конструкционные особенности. Общемировая тенденция к унификации радиоаппаратуры привела к созданию ряда базовых несущих конструкций - БНК, включенных в международный стандарт ИСО/МЭК и разделяющихся на три уровня:

- БНК 1-го уровня: различные функциональные ячейки, входящие в ряд предпочтительных чисел,

- БНК 2-го уровня, включающие в себя корпуса блоков для функциональных ячеек, каркасы блоков, блоки вставные, авиационные, настольные,

- БНК 3-го уровня, включающие в себя стойки выдвижные, шкафы, пульты, столы приборные.

В результате применения унификации число типов шкафов, применяемых в мировой практике, снизилось с 300 до 22, число типов блоков с 750 до 16, число типов ячеек с 1500 до 8. Экономический эффект от этой операции исчисляется миллионами долларов.

1Г. Технологичность. К числу основных показателей технологичности относятся трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, себестоимость. Каждый из этих показателей может быть общим, сравнительным или относительным. Показатели технологичности относятся к таким этапам жизненного цикла изделия как производство, эксплуатация, ремонты и утилизация. В связи с этим для каждого из указанных этапов рассчитываются свои показатели технологичности. Расчеты технологичности регламентируются стандартами Единой системы конструкторской документации - ЕСКД, Единой системой подготовки производства - ЕСПП, Правилами обеспечения технологичности конструкции. В связи с этим в пособии они не рассматриваются.

1Д. Экономичность и конкурентоспособность. В рыночных условиях эта характеристика становится одной из определяющих. Ведь даже самый успешный экспортный сектор российской экономики, дающий 17,5% ВВП за счет усилий 4% трудоспособного населения, выигрывает только за счет низкой цены природных ресурсов и труда. Т.е. практически остается не конкурентоспособным по отношению к мировому рынку. Ограниченность инвестиций заставляет искать рациональные решения в Парето-оптимальном множестве, снижая стоимость продукции и эксплуатационные расходы при сохранении или даже повышении характеристик качества. При этом, никоим образом нельзя решать проблему экономичности, снижая только внутренние издержки организации. Необходимо помнить, что при расчете экономичности необходимо учитывать все три компоненты потерь, а именно - организация (производитель) - потребитель - общество.

1Е. Экологичность и безопасность. Свойство экологичности проявляется в системе человек - среда - объект (см. раздел 2.3) и приобретает все большое значение для общества в целом. Недавно утверждены стандарты ИСО 14000 по экологическому мониторингу, гармонизированные по принципам менеджмента качества со стандартами ИСО 9000. Требования по экологичности и безопасности стали основными в законе Российской федерации № 412 от 25 декабря 2002 года «О техническом регулировании». Требования по экологичности включают в себя нормы по предельно допустимым характеристикам загрязнения окружающей среды и определяют меры борьбы с нежелательными воздействиями. Требования по безопасности можно разделить на две группы:

- безопасность и производственная санитария, предусматривающие защиту работающих от воздействия опасных и вредных физических факторов и нервно - психических перегрузок при производстве или эксплуатации. Так кроме учета температуры, освещенности, шумов и вибраций и т.д., в радиоэлектронной аппаратуре необходимо учитывать наличие высокого напряжения и электромагнитных излучений. Предельно допустимые нагрузки электромагнитного поля - ЭМП приведены в табл. 3.1. Напряженность электрического поля Е, имеет размерность В/м, напряженность магнитного поля Н, имеет размерность А/м и плотность потока энергии W, имеет размерность Вт/м². В диапазоне частот f до 300 МГц применяются значения Е и В, в диапазоне f = 300 МГц - 300 ГГц применяется вектор W.

Таблица 3.1Предельно допустимые нагрузки ЭМП

f	3 МГц	30МГц	50 МГц	300МГц	300ГГц
E	50	20	10	5	-
H	5	0,5	0,3	0,1	-
W	-	-	-	-	0,1

- безопасность самой продукции для потребителя ( электрическая, шумовая, вибрационная, химическая, радиационная и т.п.). Закон о техническом регулировании предусматривает именно эту составляющую безопасности.

1 Ж. Эргономичность и эстетичность. Свойство эргономичности включает в себя антропометрические и психофизиологические требования. Антропометрические требования учитывают соответствие размеров конструкции радиоаппаратуры, размерам частей тела и рабочей позы среднестатистического оператора. Психофизиологические требования должны учитывать физиологические свойства человека. К ним можно отнести число индикаторов на пульте управления, их цвет, возможность слуховой и осязательной реакции оператора и т.д., что должно снизить утомляемость и снижение скорости реакции. Эстетичность или дизайн в последнее время приобретает все большое значение, так как довольно часто российские товары, имея лучшие технические характеристики, но не привлекательный внешний вид, становятся не конкурентоспособными. Эстетичность включает в себя следующие требования к внешнему виду конструкции РЭА: выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство производственного исполнения. Эти характеристики, как нельзя более, соответствуют квалиметрическим оценкам, так как количественные критерии в этом случае подобрать довольно сложно.

1 З. Соответствие стандартам. Это требование не только заставляет полностью соответствовать международным стандартам, что особенно важно в преддверии вступления в ВТО, но и предусматривать опережающие требования отрасли, выбирать прогрессивные методы учета показателей, включаемых стандарты, предусматривать унификацию решений и т.д.

1 И. Патентная защищенность. Новые решения представляют собой промышленную собственность (ноу-хау) с исключительным правом на нее предприятия разработчика. Однако, это право необходимо защитить в соответствии с нормами международного права. Если до получения приоритета, в виде российского патента или патентов стран, куда предполагается поставка продукции, суть решения стала известна неопределенно широкому кругу лиц, то патентная защита отсутствует. В этом случае продукция теряет в своей привлекательности и может послужить поводом для к привлечения к судебной ответственности, в связи с отсутствием лицензии на ее изготовление. Предметом защиты являются полезные модели, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. Охраноспособной признается одна, из упомянутых выше категорий, при нахождении новизны, существенных отличий, полезности и должного юридического оформления.

Категории 2,3,4 рисунка 3.1, достаточно очевидны и поэтому оставлены без комментариев.