1.2 Измерение характеристик качества.

Для характеристик (показателей) качества можно ввести качественные и количественные характеристики. Показателем различия характеристик является размерность – dimension - dim (в зависимости от контекста можно переводить и как размер и как размерность).

Если показатели качества могут быть представлены в виде функциональной зависимости от основных и производных величин, то их размерность можно выразить в виде степенного многочлена

dim Q = L^ M^ T^ , 1.1

L, M, T – размерность величин (Т = dim t; M = dim m; L = dim l),

, ,  - показатели размерности.

Каждый из показателей может быть положительным, отрицательным, нулем, целым или дробным.

Показатель безразмерен, если все показатели размерности равны 0.

Приведем основные положения теории размерности:

1. Размерности правой и левой частей уравнения не могут не совпадать, так как сравниваются только одинаковые свойства. Алгебраически суммироваться могут только показатели качества, имеющие одинаковые размерности.

2. Алгебра размерностей мультипликативна, то есть состоит из одного действия – умножения, при этом

   1. Размерность произведения равна произведению размерностей

. 1.2

2. Размерность частного равна отношению их размерностей

. 1.3

3. Размерность показателя, возведенного в степень, равна его размерности в той же степени

. 1.4

Количественной характеристикой показателей качества является их размер (не путать со значением, выражением размера в определенных единицах: трудоемкость в нормоднях или минутах, расстояние в км. или см). Число в значении показателя качества называется числовым значением (на сколько значение больше нуля, или во сколько больше (меньше) единицы измерения).

Таким образом, значения показателя качества Q определяется числовым значением q и некоторым размером [Q] принятым за единицу.

Q = q [Q] , 1.5

уменьшение или увеличение [Q] влечет за собой обратно пропорциональное изменение q.

То есть, числовые значения показателей качества, могут быть абсолютными (обладающие размерностью), и относительными (безразмерными).

Сделаем важные замечания, которые присущи процессу оценивания характеристик качества продукции:

1. Качество всегда относительно, поэтому комплексный абсолютный показатель безразмерен, так как он сравнивается с эталоном или базой, имеющим ту же размерность. При этом следует помнить, что качество, эффективность и надежность (в силу вероятностной природы этих показателей) никогда не могут быть больше единицы!

Возможные варианты относительной оценки качества на различных этапах жизненного цикла приведены в таблице 1.1.

Следует отметить, что приведенные этапы практически охватывают возможные варианты оценок, начиная от разработки нового изделия, его поставки, контроля в процессе производства и аттестации. Может оказаться, что характеристики оцениваемого изделия превышают характеристики эталона, в этом случае оцениваемое изделие становится эталоном.

Таблица 1.1 Варианты оценки качества на различных этапах ЖЦ

Цель оценки КП	Базовые показатели( эталон)
1. Выбор варианта при разработке нового изделия	Техническое задание или условия контракта
2. Контроль КП при поставке	ГОСТ, технические условия или иная нормативная документация
3. Анализ динамики текущего производства	Показатели предыдущего периода
4. Аттестация КП	Эталон (база) или лучший мировой образец

2. Основные характеристики могут изменяться на различных этапах существования продукции, например при появлении первых телевизоров, их основной характеристикой стала новизна, при появлении цветных телевизоров, основной характеристикой стал престиж, в настоящее время при развитии телевидения и выравнивании технических характеристик, мерилом становится надежность и экономичность.

3. Характеристики качества изделия имеют тенденцию к уменьшению при неизменности начальных технических характеристик, в связи с появлением новых более совершенных изделий, которые становятся эталоном.

4. В силу разнородности характеристик качества, их коэффициенты значимости различны. Однако, при этом, всегда выполняется условие, что сумма коэффициентов значимости всегда равняется единице. Причем это условие соблюдается на всех уровнях иерархии. Так, если коэффициент значимости, какого либо сложного свойства равен 0,5, то коэффициенты значимости более простых свойств в сумме равны 0,5.

Приведем несколько простых примеров получения относительных оценок:

а) коэффициент применяемости К_пр

n – общее число компонент (типоразмеров) изделия;

n₀ – количество оригинальных компонент.

б) относительная себестоимость С_о.с.

С_В.Р. – себестоимость видов работ;

С_Т – технологическая себестоимость изготовления.

в) относительная трудоемкость эксплуатации Т_о.т.

T_B.P. – трудоемкость видов работ (монтаж, настройка, транспортирование)

Т – трудоемкость эксплуатации.

Количественные характеристики показателей качества можно получить путем теоретического или экспериментального сравнения их размеров между собой. Сравнение теоретическим путем не является измерением, поэтому эту информацию нельзя назвать измерительной.

Экспериментальное сравнение служит отличительным признаком измерения и дает измерительную информацию. Однако дальнейшее преобразование и использование этой информации измерением не является.

Не правы те, кто называет процесс измерения, то есть получение количественных характеристик показателей качества опытным путем – прямым измерением, а переработку измерительной информации косвенным или совместным. При этом:

во – первых, стирается грань между получением и использованием измерительной информации и между измерениями и вычислениями.

во – вторых, в метрологии существует четкое понимание косвенных измерений, то есть таких, когда показатель ищется не в прямую. (Пример – измерение мощности в высокочастотном тракте, проверка упругости шарикоподшипников и так далее).

Измерения могут выполняться:

А. Инструментальными методами, находящимися в ведении метрологических служб и лабораторий. Причем, метрологическая служба:

а) проводит измерения в интересах процесса существования объекта исследования на различных этапах ЖЦЮ,

б) хранит эталоны измерительных средств и/или общается с их хранителями,

в) проводит проверку инструментальных средств,

г) участвует в процессе аккредитации измерительных лабораторий или центров.

Инструментальные методы, при обязательном указании технического средства контроля, называются техническим контролем. Они могут быть ручными, автоматизированными, автоматическими. Критерием ø отнесения технического контроля к одной из указанных групп, является отношения времени затрачиваемого контролером на ручные операции T_p общему времени контроля T_c.

ø = T_p / T_c . 1.6

Примерные рекомендации по определению типа контроля даны в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Классификация типов контроля

Тип контроля	Ручной	П/автоматический	Автоматический
Критерий ø	1 -0,5	0,5 - 0,02	0,02 - 0

Классификация характеристик типов технического контроля весьма обширна, приведем основные разделы этой классификации.

• Объем контроля - сплошной 100% или выборочный,

• По числу контрольных проверок - однократный или многократный,

• По типу контроля - входной, выходной, определительный, операционный, подтверждающий,

• По воздействию на производство - активный, пассивный,

• По степени ответственности - самоконтроль, проверка мастером участка, проверка ОТК, проверка внешним аудитом.

• По воздействия на объект контроля - разрушающий, не разрушающий,

• По глубине - проверка главных параметров, проверка соподчиненных параметров,

• По охвату - внешний осмотр, проверка определяющих характеристик, проверка всех характеристик.

Сам процесс и организация технического контроля весьма сложны, описываются методами теории контроля и технического диагностирования и должны рассматриваться в отдельном курсе.

Б. Экспертные методы измерений используются, когда инструментальные средства применять невозможно, сложно или экономически не оправданно (измерение эргономических, эстетических показателей). Количество экспертов зависит от поставленной задачи. При социологических опросах экспертов может быть очень много. Примерами экспертизы могут являться: собрание или съезд, жюри, суд, консилиум, студенческий экзамен. Техническая экспертиза является уделом высококвалифицированных профессионалов данной предметной области и требует специальной подготовки, четкого проведения и корректной обработки результатов. Более подробно эти вопросы будут рассмотрены в главе 4.

В. Разновидностью экспертного метода, стоящего особняком, является органолептическое измерение. Оно основано на использовании органов чувств человека: зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса. Они применяются в обиходе, пищевой, парфюмерной промышленности, медицине.

Г. Комбинаторный метод измерений сочетает инструментальные и экспертные методы.

Д. Автоматизированные экспертные системы и методы имитационного моделирования являются дальнейшим развитием экспертного оценивания на базе современных информационных технологий. Более подробно эти методы будут рассмотрены в главах 5 и 6.