Теоретические и практические основы квалиметрии

    Содержание

    Ведение

    В современных условиях предприятия  уделяют особое внимание обеспечению  качества продукции путем разработки и осуществления системы управления качеством продукции. Известный японский ученый К.Исикава под качеством понимал свойство, реально удовлетворяющее потребителя, а любое свойство должно измеряться и контролироваться. Эту проблему решает квалиметрия. Есть основания считать, что проблема измерения и количественной оценки качества продукции является узловой проблемой всей науки о качестве. Поэтому вполне естественно, что наука о количественной оценке качеств – квалиметрия – привлекает внимание все большего числа научных работников и специалистов, занятых в промышленности.

    Квалиметрия является частью общей теории качества – квалинтологию. Систематизируя все имеющиеся знания науки о качестве можно выделить следующие области:

  1. исследование природы качества продукции;
  2. изучение комплекса вопросов, связанных с управлением качеством продукции;
  3. разработка теоретических основ и практических методов измерения и количественной оценки качества продукции;
  4. изучение информационных- аспектов производства и потребления продукции отдельного качества продукции;
  5. исследование экономических проблем, связанных с измерением качества продукции;
  6. изучение социологических аспектов проблемы качества продукции.

    Из  всех перечисленных областей в настоящее  время одной из важных является та, которая связана с измерением и количественной оценки качества продукции.

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Глава1. Теоретические основы квалиметрии

    1.1.Становление квалиметрии как науки

 

    Первые  известные случаи оценки качества продукции  относятся к XV веку до н.э. Тогда гончары острова Крит маркировали свои изделия специальным знаком, свидетельствующим об изготовителях и о высоком качестве их продукции. Это была оценка качества по так называемой «шкале наименований», или по «адресной шкале». Фирменные знаки, а также другие знаки качества и сейчас служат ориентиром, оценочным признаком  качества продукции. Позднее, как разновидность экспертного метода оценки качества продукции, использовался способ, основанный на обобщенном опыте потребителей,- способ «коллективной мудрости». Древнейшим примером экспертной оценки качества является дегустация вин. Всевозрастающая необходимость определения соответствия продуктов труда нуждам потребителей привела к возникновению специальной научной дисциплины – товароведение. Это было обусловлено появлением на рынке продаж большого количества разнообразных товаров, требующих классификации, а также оценки их качества и стоимости. Первая кафедра товароведения была организована в 1549 г. в Италии при Падуанском университете.

    Развитие  международной торговли требовало  классификации продукции по качественным категориям, а для этого надо было измерять не только отдельные свойства продукции, но количественно оценивать ее качества по совокупности всех основных потребительских свойств. В связи с этим в Европе и США в конце 19-начале 20 в. стали широко использовать методы оценки качества продукции с помощью баллов.

    Впервые в России обосновал и применил аналитический метод оценки качества продукции известный кораблестроитель, академик А. М. Крылов. Он  с помощью соответствующих коэффициентов, учитывающих степень выраженности каждого свойства корабля и неравнозначности их, оценивал качество предлагаемых проектов строительства кораблей. Сведение этих коэффициентов в единую систему позволяло количественно оценить качество рассматриваемых проектов.

    В 20-30 года 20-го столетия в СССР и в  других странах методы количественной оценки качества товаров успешно развивались и использовались на практике. Так, например, в 1922 г. П. Бриджмен предложил способ сведения к одному показателю нескольких количественных оценок различных параметров, характеризующих качество. В 1928 г. эту же проблему решил М. Аранович. В то же время П. Флоренским  были предложены новые способы обработки данных приколичественной оценке качества продукции.

    Квалиметрия как самостоятельная наука об оценивании качества любых объектов сформировалась в конце 60-х годов 20 века. Ее появление было обусловлено насущной необходимостью более эффективного и научного обоснования управления качеством производимой продукции.

    В те годы «холодной войны» двух социальных систем особенно обострилась не только военнополитическая, но и конкурентная экономическая борьба различных стран и фирм, победа в которой зависела в значительной мере от качества производимой продукции.

    В первой половине прошлого века в экономически развитых странах Запада появились различные эмпирические и в основном статистические и экспертные способы численной оценки качества различной продукции. Аналогичные способы и приемы оценок качества использовались и в СССР. Однако для решения многих практических проблем нужны были единые методики, позволяющие более достоверно и точно определять уровни качеств и на этой основе принимать адекватные управленческие, инженерно- технологические и иные решения в отношении качества продукции. Кроме того, решение различных специальных проблем техники, например надежности, технологичности, безопасности, эстетичности и др., подводили ученых к осознанию  необходимости проведения объеденных, комплексных оценок качества по всем важнейшим параметрам свойств технических систем: машин, оборудования, приборов и т. д. с другой стороны, требовались методики количественных оценок различных объектов. Все это привело к тому, тогда группа советских ученых в составе военного инженера-строителя Г.Г. Азгальдова, инженеров-машиностроителей З.Н. Крапивенского, Ю.П. Кураченко и Д.М. Шпекторова, экономистов в области авиастроения А.В. Гличева и В.П. Панова, а также архитектора М.В. Федорова, убедившись в методической общности существующих разнообразных способов количественных оценок разных объектов, решила осуществить теоретическое обобщение этих способов путем разработки самостоятельной научной дисциплины под названием «квалиметрия».

    Это по существу историческое для науки  решение было принято в ноябре 1967 г. на неофициальной встрече группы энтузиастов в московском ресторане «Будапешт». Уже в январском номере 1968г. журнал «Стандарты и качество»была опубликована статья с изложением коллективной позиции «группы», где квалиметрия была представлена как наука, в рамках которой изучается проблематика измерений качеств и разрабатываются методология и методы количественной оценки качества объектов любой природы: материальных и нематериальных, одушевленных и неодушевленных, предметов и процессов, продуктов труда и природы и т.д. В статье доказывалась принципиальная возможность выражать качество объекта одним количественным показателем, несмотря на множественность его  различных свойств и признаков.

    В 1971 г. нашей стране издана первая «Методика  оценки уровня качества промышленной продукции». В том году на 15-й Международной конференции европейской организации по контролю качества (ЕОКК) одна из пяти секций была посвящена вопросам квалиметрии. С основными докладами выступали наши авторы.  В 1972г. была проведена в Таллинне первая всесоюзная научная конференция по квалиметрии. 1979г. – Госстандарт СССР издает Руководящий документ РД 50-149-79 под названием «Методические указания по оценке технического уровня и качества промышленной продукции». Начиная с 1979 г. термин «квалиметрия» является стандартизованным в ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Основные понятие. Термины и определения». ЕОКК на своих международных с 1971 г. регулярно обсуждает вопросы квалиметрии.

    В последующие годы до наших дней в  стране изданы десятки монографий, опубликованы сотни статей, проводятся научные конференции и семинары, защищено много докторских и кандидатских диссертаций, посвященных проблемам и вопросам квалиметрии. Квалиметрия преподается студентам многих технических вузов, готовящих инженеров по специальности «Метрология, стандартизация и управление качеством», а также будущим инженерам - менеджерам новой специальности «Управление качеством». Есть учебники и учебные пособия по квалиметрии. Госстандарт периодически издает руководящие и методические материалы по использованию методов квалиметрии на практике.

    Методы  квалиметрии на практике достаточно эффективно используются там, где вопросы управление качеством продукции или услуг решаются на научной основе, а не только организационно-экономическими методами. Квалиметрия, зародившаяся и активно развивающаяся в нашей стране, теперь признается и осваивается специалистами зарубежных стран. Так, например, известно, что в США в октябре 1997г. состоялся международный семинар по обучению менеджеров использованию методологии и способов квалиметрии. При этом преподавались в основном российские наработки по теории квалиметрии, начиная с проведения оценки качеств.

    Итак, к настоящему времени квалиметрия  представляет собой относительно новую, но вполне сформировавшуюся науку и учебную дисциплину, знания, которых необходимы  практическим работникам, занимающимся оценкой и последующим управлением качеством различных объектов.

    Большой вклад в развитие квалиметрии  в России внесли Ю.П. Адлер, Г.Г. Азгальдов, В.Г. Белик, Г.Н. Бобровников, А.В. Гличев, В.В. Кочетов, Г.Н. Солод, А.В. Субето, А.Г. Суслов, М.В. Федоров, И.Ф. Шишкин и многие другие ученые и специалисты.

    1.2.Основные категории квалиметрии

    1.2.1. Объект, предмет и структура квалиметрии.

    Квалиметрия (от лат. qualitas-качество,  metreo-измеряю) – это наука об измерении и количественной оценки качества всевозможных предметов и процессов, т.е. объектов реального мира. Квалиметрия является частью качествоведения – комплексной науки о качестве, состоящей из квалинтологии, т.е. общей теории качества, квалиметрии и учений об управлении качеством. (см.Схема 1) 

    

    

      
 

      

      
 

      

    

      

    Схема 1. Структура квалитологии 

    Объектом  квалиметрии может быть все, что  представляет собой нечто цельное, что может быть вычленено для изучения, исследовано и познано.

    Предметом квалиметрии является оценка качества в количественном его выражении.

    Квалиметрия как наука объединяет количественные методы оценки качества, используемые для обоснования решений по управлению качеством и по смежным с ним вопросам управленческой деятельности. Она включает взаимосвязанную систему теорий (см.Схема 2):

  1. общая квалиметрия или общая теория квалиметрии, в которой рассматриваются проблемы и вопросы, а также методы измерения и оценивания качеств;
  2. специальные квалиметрии больших группировок объектов, например, квалиметрии продукции, процессов, услуг, социального обеспечения, среды обитания и т.д. вплоть до качества жизни людей;
  3. предметные квалиметрии отдельных видов продукции, процессов и услуг, такие как квалиметрия машиностроительной продукции, строительных объектов, квалиметрия нефтепродуктов, труда, образования и т.д.
 
 
 

 

 

 

 
 

 

    

    

      

      
 
 

      

      
 
 

      

                                                        Схема 2. Структура квалиметрии 

    В общей квалиметрии описаны общетеоретические  проблемы: системы понятий, теория оценивания, аксиомы и правила квалиметрии, теория квалиметрического ранжирования.

    В специальной квалиметрии рассматриваются  модели и алгоритмы оценки, точность и достоверность оценок: экспертная, вероятностно-статистическая, индексная  квалиметрия, квалиметрическая таксономия, теория классификаций и систематизации объектов, имеющих обычно иерархическое строение.

    Предметные  квалиметрии делятся в зависимости  от предмета оценивания. Например, квалиметрия продукции и техники, квалиметрия труда и деятельности, квалиметрия процессов, субъективная квалиметрия.

    В последнее время появились новые  направления квалиметрии (социологическая, педагогическая, логистическая и  т.д.), что связано с ее проникновением во многие сферы материальной и нематериальной деятельности человека.

    У квалиметрии как науки имеются  статусы: экономический, технический, технико-экономический, общенаучный, системный.

    Экономический статус определяется экономическим  содержанием качества и его взаимодействием  с потребительной стоимостью. С этих позиции квалиметрия предусматривает использование методов эконометрии для измерения и дальнейшей оценки экономических свойств различных объектов.

    Технический статус обусловлен взаимосвязью качества с количественными и качественными  измерениями конкретных технических свойств измеряемых объектов.

    Технико-экономический  статус определяет направленность квалиметрии  на обобщенное комплексное измерение  качества оцениваемых объектов. Следует  осуществлять оценку как технических, так и экономических свойств.

    Общенаучный статус отражает взаимосвязь философского аспекта категории качества со всеми другими, что обуславливает необходимость и возможность формирования и использования наряду с общей теорией и специальными видами квалиметрии.

    Системный статус подразумевает использование системного подхода при формировании и обеспечении качества.

    Квалиметрия также может обладать социологическим  и правовым статусами.

    Важнейшим вопросом квалиметрии является объективное установление уровня качества. Применительно к продукции в соответствии с определением уровень качества представляет собой относительную характеристику качества продукции, основанную на сравнении совокупности  показателей ее качества с соответствующей совокупностью базовых показателей. Одной из основных задач является оценка уровня качества продукции. Цель оценки – аналитическими методами сопоставить продукцию с аналогами, которые присутствуют на предполагаемом рынке сбыта оцениваемой продукции или будут на нем присутствовать.

    Структурность, динамичность, определенность и целостность квалиметрии обеспечивается механизмом взаимодействия: общая квалиметрия трансформируется в специальную, а она, в свою очередь, находит отражение в предметной квалиметрии.  

    1.2.2. Исходные термины и определения,  относящиеся к оценке качества 

    Качество  является основным и наиболее общим  понятием в системе исходных терминов квалиметрии – науки о методах количественной оценки качеств различных объектов.

    Качество (в широком смысле) – объективная  и наиболее обобщенная характеристика любого объекта. Под качеством понимают способность материального (идеального) объекта (явления) удовлетворять общественные потребности (материальные или духовные) в конкретных условиях.   Качество – сложный многомерный объект.

    Измерение качества есть построение мер качества и получение их значений с помощью специальных алгоритмов.

    Оценка  качества – особый тип функции  управления, направленной на формирование ценностных суждения об объекте оценки, под которым подразумевается  качество, определенное множеством свойств  или отдельным свойством.

    Уровень качества – это относительная  характеристика, основанная на сравнении  значений показателей качества оцениваемой  продукции с соответствующими показателями продукции, принятой в качестве базы для сравнения.

    Объективное свидетельство – данные, подтверждающие наличие или истинность чего-либо. Оно может быть получено путем наблюдения, измерения, испытания или другими способами.

    Контроль  – процедура оценивания соответствия продукции, процесса или услуги требованиям  путем наблюдения, измерения, испытания или калибровкой.

    Верификация – подтверждение на основе представления  объективных свидетельств того, что  установленные требования выполнены.

    Валидизация – подтверждение на основе объективных  данных того, что требования по использованию или применению выполнены.

    Квалификация  – демонстрация способности выполнять  установленные требования.

    Требования  – потребность или ожидание, которое  установлено, обычно предлагается или  является обязательным.

    Свойство  – это особенность объекта.

    Размер  – свойство количественной определенности объекта и его свойств. Размеры и величины бывают физическими и нефизическими. Размер выражается количеством единиц соответствующей размерности.

    Величина  – значение, количественная характеристика размера.

    Измерение – определение количественного значения физического размера с помощью эталонных измерительных средств. Следовательно, измеряются с помощью какой-либо меры только физические размеры и при этом определяются их физические величины. Измеряемый размер и его численная величина объективны. Погрешность измерения регламентируема и выявляема.

    Измерение – это предмет метрологии –  науки об измерениях физических размеров и определениях их величин, а также  о методах и средствах обеспечения  единства измерений и способах достижения требуемой точности результатов измерений.

    Оценивание  бывает:

    1.количественно  неопределенным, т.е. по содержанию, по сути (часто такое оценивание  называют «качественным»);

    2.количественным  или квалиметрическим.

    Количественное  оценивание – определение численных характеристик размеров (физических и нефизических) без использования материальных средств. Погрешность оценивания не регламентируется, но она может быть рассчитана.

    Общность  измерения и количественного  оценивания  состоит в том, что  в обоих случаях их результатом является численное выражение ранее неизвестного размера.

    Единица измерения – условная величина, по сравнению с которой определяют значение (величину) размера.

    Физическая  величина – количественная характеристика размера конкретного свойства материального объекта (предмета, явления или процесса), измеряемая физическими единицами измерений.

    Единица физической величины или физическая единица измерения – эта физическая величина фиксированного размера, условно  принятая для сравнения с ней  однородных величин, которой присваивается числовое значение, равное1.  Например: 1м – единица длины,1кг – единица веса и др.

    Нефизическая  величина – величина нематериального  размера, оцениваемая неинструментальными методами, а также величина размера нематериального объекта или его особенностей.

    Физическими величинами являются численные значения, например, массы тела, его объема, температуры и др.  Нефизическими величинами оценивают ум, знания, безопасность, привлекательность и т. д.

    Измеряемые  величины могут быть размерными и безразмерными.

    Размерность – указатель рода величины в соответствующих  единицах измерений.

    Параметр  – величина частной составляющей измеренной физической величины. Обычно при производстве продукции измеряют ее основные параметры – величины свойств, по которым осуществляют параметрический контроль качества. Следовательно, физические величины свойств объекта можно назвать параметрами.

    Показатель  – это численное значение размера, по которому можно судить о состоянии, изменении или развитии чего-либо.

    1.1.2. Принципы и задачи квалиметрии

    Квалиметрии, как и любой науки, присуща  совокупность принципов на которых  она базируется.

    1. В квалиметрии качество рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, причем таких свойств, которые представляют интерес для потребителя данного продукта. что качество, как некоторое наиболее обобщенное, комплексное свойство продукции, рассматривается на самом низком, нулевом уровне иерархической совокупности свойств, а составляющие его менее обобщенные свойства — на более высоком, первом уровне иерархии. В свою очередь, каждое из этих свойств также может состоять из некоторого числа еще менее общих свойств, лежащих на еще более высоком, втором уровне рассмотрения, которые также могут быть разложены на менее общие свойства следующего уровня и т. д.

    Возникает так называемое дерево свойств, число  уровней рассмотрения которого может  возрастать до m-го уровня, на котором расположены простые, неразделимые свойства, являющиеся таковыми только в данный момент времени. 

    2. В квалиметрии принимается, что отдельные свойства, составляющие иерархическое дерево свойств, путем измерений  или вычислений могут получить конкретные количественные характеристики Pij , где

    i – номер уровня рассмотрения свойств на иерархической структуре (i=1,2,3,….n);

    j – порядковый номер на i-ом уровне рассмотрения (i=1,2,3,….n).

    Определение количественных значений отдельных  свойств могут производиться  различными методами и средствами:

    - на основе выполнения физических  экспериментов, осуществляемых различными  методами и средствами измерения;

    - расчетными методами;

    - органолептическими методами, основанными  на анализе восприятий органов  чувств человека.

    В квалиметрии при рассмотрении отдельных  свойств изделия, помимо Pij , для каждого свойства определяют его относительный показатель, его оценку Kij. Оценка всегда представляет собой некоторую функцию соотношений двух абсолютный значений Pij и  Pijбаз, где Pijбаз количественное значение для данного свойства, принимаемое за базовое (эталонное).

    В большинстве методик оценка свойства есть функция соотношения величин Pij и  Pijбаз:

                          (1)

    Для каждого конкретного изделия  величина Pij будет некоторой характеристикой, а Pijбаз зависит не только от самого свойства, но и от выбранной для сравнения базы.

    3. В квалиметрии принимается, что каждое из свойств изделия, входящего в совокупность свойств, определяющих его качество, характеризуется не только оценкой данного свойства, но также еще одним числовым параметром Mij – величина, характеризирующая весомость (важность) данного свойства. Сумма весомостей свойств одного уровня рассмотрения есть величина постоянная   .

    4. Иерархическое дерево свойств  включает в себя m уровней рассмотрения. На самом верхнем уровне находятся простые, неделимые свойства, входящие в состав качества. Каждое из простых свойств имеет свою размерность и шкалу измерения, выраженную в соответствующих физических единицах измерения.

      Эта шкала остается неизменной  на протяжении длительных промежутков  времени. Поэтому можно утверждать, что величины абсолютных значений свойств не зависят от времени измерения, если не принимать во внимание измерения, повышающуюся по мере развития науки. Различные шкалы измерения абсолютных значений свойств качества должны быть трансформированы в одну общую шкалу.1

    Квалиметрия ставит перед собой три основные взаимосвязанные задачи:

  1. разработка методов определения численных значений показателей качества продукции, сбора и обработки данных для установления требований к точности показателей;
  2. разработку единых методов измерения и оценки показателей качества;
  3. разработку единичных, комплексных и интегральных показателей качеста.

    1.2. Классификация показателей качества

          Показатели –  количественная характеристика свойства объекта, входящего  в состав его  качества и рассматриваемая применительно к определенным условиям жизненного цикла объекта. Для продукции это определенные условия ее создания, эксплуатации, потребления. Для услуг – определенные условия ее разработки и показаний. Для процесса – определенные условия его подготовки, проведения и т.д.

          В зависимости от числа характерных свойств различают  единичные, комплексные и интегральные показатели качества.

          Единичные показатели качества – показатели качества, относящиеся  только  к одному из свойств объекта  (простое свойство), которое может быть выделено и оценено независимо от других свойств, входящих в качество объекта.

          Комплексные показатели качества – характеризуют совокупность взаимосвязанных свойств (сложные  свойства) из всего множества свойств, образующих качество объекта.

          При любом измерении  нужен эталон сравнения. Для этого  в квалиметрии используют:

  1. базовый показатель качества – показатель качества объекта, принятый за эталон при сравнительных оценках качества;
  2. относительный показатель качества – отношение показателя качества оцениваемого объекта  к базовому показателю качества, выраженное в относительных единицах;
  3. интегральный показатель качества – комплексный показатель качества, который характеризует качество объекта в целом с точки зрения его общей эффективности и выражается отношением суммарного полезного эффекта от использования объекта по назначению к затратам на создание и использование объекта по назначению и с учетом принятых ограничений по воздействию на человека и окружающую среду;
  4. обобщенный показатель – показатель качества, относящийся к такой совокупности свойств объекта, по которой принято решение оценивать его качество в целом.