Основы квалиметрии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общие сведения о квалиметрии и принципы квалиметрии

Качество, как характеристика сущности объектов и их свойств, всегда имело и имеет для людей большое практическое значение. Поэтому вопросы оценки качества всего, с чем имеет дело человек, были и остаются среди важнейших.

Первые известные случаи оценки качества продукции относятся к 15 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 при количественной 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 военно-политическая, 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 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 1968 г. 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 1972 г. была проведена в Таллинне первая всесоюзная научная конференция по квалиметрии.

1979 г. - 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 1997 г. состоялся международный семинар по обучению менеджеров использованию методологии и способов квалиметрии. При этом преподавались в основном российские наработки по теории квалиметрии, начиная с проведения оценивания 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 теорию квалиметрии и практику ее использования внесли наши соотечественники, в частности: 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.

Квалиметрия - (от латинского «qualis» - какой по качеству и греческого «метрео» - мерить, измерять) - научная дисциплина, в рамках которой изучаются методология и проблематика комплексной, количественного оценивания качества объектов любой природы: одушевленных или неодушевленных, предметов или процессов, продуктов труда или продуктов природы, имеющих материальный или духовный характер (естественно, что объектом приложения методов Квалиметрии может быть и любое конструктивное и технологическое решение, если его качество требуется подвергнуть квалиметрическому анализу).

Квалиметрия - область практической и научной деятельности, связанная с разработкой теоретических основ и методов измерения и количественного оценивания качества.

Квалиметрия - 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, в котором рассматриваются организационные, экономические и иные методы и средства влияния на качество объектов с целью повышения их способности удовлетворять существующие и будущие потребности людей.

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 обычно подразделяется на теоретическую, изучающую проблемы оценивания качества в общем плане, и прикладную, рассматривающую вопросы измерения качества применительно к конкретным объектам. Квалиметрия как наука переживает период становления, чем объясняется отсутствие единого мнения по ряду вопросов. Являясь в значительной степени научной дисциплиной межотраслевого характера, Квалиметрия по многим вопросам смыкается с конкретными инженерными дисциплинами: стандартизацией, метрологией, экономикой, организацией производства, правом, психологией и др., а в ее аппарат включается целая группа математических теорий.

Структура квалиметрии состоит из трех частей:

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, 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.

Качество, в широком смысле этого понятия, - объективная и наиболее обобщенная характеристика любого объекта.

Качество объекта потребления - это совокупная характеристика его свойств, с помощью которых могут быть удовлетворены и обычно удовлетворяются соответствующие потребности людей. Такое представление о качестве носит прикладной характер и поэтому является более узким и специфичным. Существуют и ограниченные представления о качестве, когда оно оценивается не по всем, а по одному или по нескольким важнейшим для людей характеристикам объекта. Следует отметить, что понятие о качестве объекта потребления включены как объективные свойства, так и субъективные оценки полезности объекта, предназначенного для потребления или уже потребляемого людьми.

Так как качество объекта проявляется в первую очередь через его свойства, т.е. через объективные особенности объекта, то считается, что для оценки качества необходимо:

во-первых, определить перечень тех свойств, совокупность которых в достаточно полной мере характеризует качество;

во-вторых, измерить свойства, т.е. определить их численные значения;

в-третьих, аналитически сопоставить полученные данные с подобными характеристиками другого объекта, принимаемого за образец или эталон качества. Полученный результат будет с достаточной степенью достоверности характеризовать качество исследуемого объекта.

На этапе метрологического измерения свойств (скорости, веса) получают объективные сведения о них. Однако уже следующий квалиметрический этап в исследовании качества объекта носит во многом субъективный характер. Субъективность заключается в самом выборе эталона качества или «базового образца», с данными о котором сопоставляются сведения о свойствах исследуемого объекта. Кроме того, субъективность итоговой характеристики уровня качества кроется в использовании таких методик квалиметрической обработки данных о свойствах сопоставляемых объектов, которые больше соответствуют интересам и задачам исследователя.

Исходя из современных представлений о качестве как о единстве внутренней или внешней определенности объекта, следует, что при оценке его качества необходимо учитывать не только отдельные свойства в их совокупности, но и признаки, а также характеристики внутренней определенности, например уровень внутренней структурированности, устойчивости структуры и ее элементов или же их приспособляемости к изменяющимся условиям функционирования. Однако с метрологической и, в частности, с квалиметрической позиции достаточно учесть только внешние проявления качества, только «качество образующие» свойства. Такой подход к измерению качества приводит к не вполне адекватному результату. Такой результат измерения качества не ошибочен, он не полон и поэтому имеет большую погрешность.

Измерение и обобщение показателей внешних свойств и характеристик внутренней сущности объекта исследования, дают, очевидно, возможность получения более точной численной характеристики уровня качества, т.е. более правильной оценки качества. Полученный квалиметрический результат, т.е. численный показатель уровня качества исследованного объекта по отношению к качеству эталона, - это еще не окончательная оценка качества, а только основа для этого.

Оценка качества - это ответ на вопрос, в какой мере полученный уровень качества исследованного объекта соответствует интересам или потребностям оценивающего объекта, группы людей или общества в целом.

При оценивании качества иногда рекомендуют использовать образ «идеального», необходимого полезного качества, которому редко когда соответствует выбранный эталон. Даже идеальный эталон качества не может всех удовлетворить, т. к. интересы, потребности, взгляды на ценности у всех людей разные. Поэтому любые оценки качества субъективны с объективной их основой в виде численных показателей уровней качеств. Это свидетельствует о единстве и очевидном противоречии объективного и субъективного в оценках качества реальных объектов, интересующих людей. Здесь в полной мере проявляется диалектика объективного и субъективного в позиции любого качества.

Оценка качества, выражающая ценность или степень полезности объекта, является предметом изучения многих специальных наук, в том числе и аксиологии - теории ценностей. В этой теории раскрываются содержания основных категорий, которые выражают ту или иную ценность для человека. К таким категориям относятся, например, духовные ценности, материальные ценности (свойства товаров и услуг, безопасность техники). Понятийный аппарат аксиологии помогает при рассмотрении многих вопросов, связанных с качеством, прежде всего продукции, производственных процессов, услуг, окружающей среды и других объектов, изучаемых квалитологией и оцениваемых квалитометрией.

Принципы квалиметрии

Так как определение качества объектов реального мира есть, по существу, познание их важнейших свойств и сути, то следовательно, квалиметрия является методологией с комплексом различных методик, относящихся к гносеологии - теории познания, Квалиметрия считается прикладной теорией познания качества всевозможных объектов исследования.

У квалиметрии, как и у всякой научной дисциплины, есть свои методологические принципы, содержание которых состоит в ниже следующем.

1. Квалиметрия обязана давать практике хозяйственной деятельности людей (т.е. экономике) общественно полезные методы достоверной квалификационной и количественной оценки качества различных объектов исследования. В отношении оценки качества товарной продукции проблема состоит в том, что у потребителей и производителей продукции существенно разные интересы.

Производитель не всегда заинтересован и часто не может создавать качественные товары, а продавать их он стремится по наиболее высокой цепе. Потребитель же заинтересован в дешевой, но качественной продукции. Поэтому соответствующие методы опенки качества продукции могу быть разными. Задача квалиметрии - разрабатывать такие методы, приемы и средства оценивания качества продукции, которые учитывают общественные интересы, т.е. интересы потребителей и производителей.

2. Приоритет в выборе определяющих показателей для оценки качества продукции всегда на стороне потребителя.

Дело в том, что количественная оценка качества, как правило, осуществляется не по всем возможным показателям, характеризующим свойства продукции, а по нескольким наиболее значимым, определяющим показателям. В силу того, что полезный эффект от продукции достигается при ее эксплуатации или потреблении, то при оценивании качества продукции преимущественно используются те показатели, которые характеризуют способность продукции «удовлетворять определенные потребности с соответствии с ее назначением». Продукция создается для сферы потребления, поэтому в квалиметрии отдается предпочтение показателям потребительских свойств.

3. Следующий принцип можно сформулировать так: квалиметрическая оценка качества продукции не может быть получена без наличия эталона для сравнения - без базовых значений Показателей «определяющих свойств и качества в целом.

Абсолютные значения отдельных показателей качества еще не характеризуют качество, не являются оценочными. Для количественной оценки качества необходимо знать значения аналогичных показателей качества других или другого аналогичного образца. Конечным результатом оценки, т.е. количественной оценкой качества исследуемого образца продукции является относительная величина значений обобщенного показателя его качества и такого же показателя базового, эталонного образца.

4. Показатель любого уровня обобщения, кроме самого нижнего (исходного) уровня, предопределяется соответствующими показателями предшествующего иерархического уровня.

Под самым низким иерархическим уровнем показателей следует понимать единичные показатели простейших свойств, формирующих качество. Более высокий иерархический уровень составляют обобщенные показатели качества. Показателем качества высшего иерархического уровня является интегральный показатель.

5. При использовании метода комплексной оценки качества продукции все разно размерные показатели свойств должны быть преобразованы и приведены к одной размерности или выражены в безразмерных единицах измерения.

6. При определении комплексного показателя качества каждый показатель отдельного свойства должен быть скорректирован коэффициентом его весомости (значимости).

7. Сумма численных значений коэффициентов весомостей всех показателей качества на любых иерархических ступенях оценки имеет одинаковое значение (в долях от единицы или по определенной балльной шкале).

8. Качество целого объекта (в частности, продукции или процесса) обусловлено качеством его составных частей.

9. При количественной оценке качества, особенно по комплексному показателю, недопустима использование взаимообусловленных и, следовательно, дублирующих показателей одного и того же свойства.

10. Оценивается качество, только той продукции, которая способна выполнять полезные функции в соответствии с ее назначением.

Вышеперечисленные методологические принципы квалиметрии не исчерпывают всех концептуальных положений этой области науки. Однако они являются основополагающими при решении общих и частных вопросов, связанных с методами оценки качества объектов реальности и технической продукции в частности.

Квалиметрическая оценка качеств есть только основа и начальная стадия сложного процесса управления качеством объектов. Без знания об уровне свойств и качеств рассматриваемых объектов нет возможности для научно обоснованного принятия необходимого управляющего решения и последующего осуществления соответствующего превентивного или корректирующего воздействия на объект с целью изменения качества.

По итогам квалиметрических оценок производят:

1) оптимизацию показателей свойств и качества в целом;

2) прогнозирование качества продукции;

3) определение уровня и запаса конкурентоспособности как совокупной оценки уровней качества и цены продукции или услуги и многое другое.

Квалиметрия как относительно новая и фундаментальная наука является, во-первых, актуальной и базисной для других сопряженных наук, направленных на решение проблем управления качеством. Во-вторых, квалиметрия все еще нуждается в развитии и использовании при принятии управленческих решений в отношении качества чего-либо.

2. Основные термины, применяемые при оценке технического уровня продукции

Изделие - единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. При этом предполагается, что каждое изделие имеет геометрические размеры и массу, регламентированные определенными пределами.

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Свойство продукции - объективная особенность продукции, которая может проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении.

Показатель качества продукции - количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, входящих в ее качество, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления.

Единичный показатель качества - характеризует одно из свойств продукции и обозначается буквой Р.

Комплексный показатель качества продукции (К) - показатель качества продукции, характеризующий несколько ее свойств.

Обобщенный показатель качества (Q) - это комплексный среднеарифметический или среднегеометрический показатель, характеризующий несколько близких по значимости (весомости) свойств (параметров).

Определяющий показатель качества продукции - показатель, по которому принимают решение об оценке ее качества.

Средний взвешенный арифметический показатель качества (U) - суммарный комплексный показатель, учитывающий весомость каждого из единичных (абсолютных или удельных) показателей свойств.

Средний взвешенный геометрический показатель (V) - комплексный показатель нескольких существенных свойств продукции, учитывающий взаимовлияние параметров весомости всех входящих в него единичных (абсолютных или удельных) показателей.

Интегральный показатель качества продукции - отношение суммарного показателя эффекта от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию или потребление.

Коэффициент весомости показателя качества продукции - количественная характеристика значимости данного показателя качества продукции среди других показателей ее качества.

Базовое значение показателя качества продукции - значение показателя качества продукции, принятое за основу при сравнительной оценке ее качества.

Относительное значение показателя качества - отношение значения показателя качества оцениваемой продукции к базовому значению этого показателя.

Индекс качества продукции - комплексный показатель качества разнородной продукции, выпущенной за рассматриваемый интервал времени, равный среднему взвешенному относительных значений показателей качества этой продукции.

Регламентированное значение показателя качества продукции - установленное нормативной документацией.

Номинальное значение показателя качества - регламентированное значение показателя качества, от которого отчитывается допускаемое отклонение.

Уровень качества продукции - относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с базовыми значениями соответствующих показателей.

Оценка технического уровня продукции - совокупность операций, включающая выбор номенклатуры показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции, определение значений этих показателей и сопоставление их с базовыми.

Оценка уровня качества продукции - совокупность операций, включающая выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение значений этих показателей и сопоставление их с базовыми.

Предельное значение показателя качества - наибольшее или наименьшее регламентированное значение показателя качества продукции.

Допускаемое отклонение показателя качества продукции - отклонение фактического значения показателя качества продукции от номинального значения, находящееся в пределах, установленных нормативной документацией.

Оптимальное значение показателя качества - значение показателя качества продукции, при котором достигается либо наибольший эффект от эксплуатации или потребления продукции при заданных затратах на ее создание и эксплуатацию или потребление, либо заданный эффект при наименьших затратах, либо наибольшее отношение эффекта к затратам.

квалиметрия шкала качество продукция

3. Квалиметрические шкалы

Центральное место в процедуре оценивания занимает построение квалиметрических шкал. Понятие квалиметрические шкалы рассматривается, как отдельное научное направление, имеющее самостоятельное значение в теоретической квалиметрии.

Мера качества - отображение качества на вещественных числах.

M: Q Re

Шкалированием называется мера качества, вводящая упорядочивающие отношения на измеряемом множестве свойств. {r_i}

Квалиметрической шкалой называется тройка формальных объектов: исходное множество измеряемых свойств или же их мер, множество отображений шкалирования {} и множество значений отображения шкал

{r_i}; {}; {^*}

Теория квалиметрических шкал изучает методы шкалирования в процедурах оценки качества. В этой теории выделяют процессный и структурный аспекты.

Процессный аспект развивает теорию сравнения с позиции проблем построения квалиметрических шкал. Основной акцент здесь делается на обобщение и развитие системы основных принципов и закономерностей шкалирования.

Структурный аспект раскрывает особенности структур шкал, как реляционных систем, т.е. структуры отклонений, отражающие определенные законы функционирования соответствующих объектов оценивания и служащие шкало формирующими признаками.

В системе закономерностей шкалирования выделяются 2 класса закономерностей и принципов: внутренние закономерности и принципы собственно процессов шкалирования; внешние закономерности и принципы, регулирующие выбор шкал с учетом особенностей основных компонентов системы, оценки.

Оценку любого свойства некоторого объекта можно рассматривать как результат измерения качества данного свойства. Поэтому измерения в самом широком смысле термина являются объектом изучения и прикладным инструментом квалиметрии. Квалиметрия (переводится как «измерение качества») - область научных знаний, в рамках которой исследуются проблемы количественной оценки качества продукции

Поскольку качество объекта представляет собой совокупность всех его свойств, количественная оценка качества всегда начинается с количественной оценки его отдельных свойств. При этом под оценкой свойства объекта подразумевается определение местоположения данного свойства на определенной оценочной шкале.

Понятие шкалы - общее для метрологии и квалиметрии.

В метрологии - это часть отсчетного устройства средства измерения, представляющая собой упорядоченный ряд отметок, соответствующих последовательному ряду значений, величины, вместе со связанной с ними нумерацией. В квалиметрии понятие шкалы используется в математическом смысле, то есть как метод оценивания и сопоставления свойств различных объектов.

В квалиметрии принято использовать следующие виды шкал:

¦ - шкала наименований (номинационная или номинальная шкала);

¦ - шкала порядка (ординальная или ранговая шкала);

¦ - шкала интервалов (интервальная шкала);

¦ - шкала отношений.

Иногда к этим шкалам добавляют еще «абсолютную» шкалу.

Шкала наименований - в бытовом плане шкалами наименований являются шкала фамилий (можно вместе с инициалами или именем и отчеством), шкала личных номеров в документах, адреса, номера экзаменационных билетов, номера ссылок на литературные источники. Видно, что такая шкала может состоять из любых знаков (числа, наименования, другие условные обозначения). Использование номеров не означает, что мы имеем дело с количественными оценками, напротив, любые цифры или числа такой шкалы - не более чем кодовые знаки. Всем понятно, что литературный источник 7 не лучше (толще, важнее, достовернее…) и не хуже, чем источник 8, хотя стоит перед ним. Они просто перечислены в порядке упоминания или по алфавиту. Шкала наименований позволяет составлять классификации, идентифицировать и различать объекты, а также набирать статистику на каждый из идентифицируемых объектов. В метрологии используют шкалы наименований физических величин (наименования, размерности), единиц физических величин (наименования, условные обозначения национальные и международные), наименования средств, видов и методов измерений, погрешностей измерений и их составляющих.

Шкала порядка - это такой метод оценивания, при котором оцениваемые параметры, показатели или иные объекты оценивания располагаются в порядке увеличения или уменьшения значения параметра или свойств объекта, причем способ определения порядка расположения не связан с какой-либо численной характеристикой оцениваемых объектов.

Шкала порядка устанавливает фиксированный порядок расположения объектов в соответствии с уровнем интенсивности рассматриваемого свойства. Такие шкалы широко применяются в спорте при определении мест команд или спортсменов. Всем учащимся известны балльные оценки знаний на экзаменах, которые тоже являются фиксированными ступенями шкалы порядка. Известным примером реализации такой шкалы является построенная по росту группа людей, где каждый последующий ниже всех предыдущих.

Можно отметить две существенные особенности шкалы порядка:

¦ незакономерные (какие сложились) интервалы между соседними ступенями шкалы;

¦ инвариантность объектов к используемым оценочным единицам и к добавлению константы.

Мы можем измерять рост людей своей пядью или более культурно (в метрах и сантиметрах, футах и дюймах, в ярдах, аршинах, саженях или любых других единицах) - порядок в группе останется неизменным. Мы можем выстроить всех босиком или поставить на одинаковые каблуки-подставки, можем построить группу в неглубоком бассейне по высоте над уровнем воды - порядок сохранится. Шкала порядка позволяет не только сравнивать объекты, но и делать выводы об их упорядоченном расположении (всегда можно сказать, кто за кем, хотя нельзя определить на сколько отстает). Можно привести такие примеры использования шкал порядка в метрологии, как шкалы твердости, ранжированные классы точности приборов, разряды эталонных средств измерений, упорядоченные по возрастанию или по убыванию ряды результатов измерений или отклонений от базового значения.

Шкала интервалов иногда называют шкалой равных или равномерных интервалов. Это такой метод оценивания, при котором существенной характеристикой является разность между значениями оцениваемых параметров. Эта разность может быть выражена числом установленных в шкале единиц. При этом начало отсчета может быть установлено произвольно. Правильнее говорить о шкале закономерных интервалов (они могут быть построены не только равномерно, но и прогрессивно, экспоненциально, логарифмически). Принципиальное отличие от предыдущей шкалы в том, что положение на любой ступени шкалы интервалов жестко определено и соотношения точек шкалы поддаются точному расчету. Недостатком такой шкалы является неопределенность ее начала, которое устанавливают условно. Такой условностью является момент начала суток, отличающийся в разных часовых поясах, момент начала летоисчисления (2000 год от рождества Христова одновременно приходится на 5761 год по иудейскому календарю). Тем не менее, в сутках у всех 24 часа, а в году 365 суток, если год не високосный. Примеры шкал интервалов в метрологии: шкала времени, шкала разности потенциалов, а также температурная шкала Цельсия (Реомюра, Фаренгейта).

Каждая из представленных в таблице шкал является более мощной, чем расположенные выше, и вбирает в себя свойства всех предыдущих.

Шкала отношений имеет фиксированный ноль и полностью соответствует математической шкале чисел по определенности ступеней и возможностям оперирования элементами шкалы. Шкалы большинства физических величин (длина, масса, сила, давление, скорость и др.) являются шкалами отношений.

Что касается не включенной в таблицу «абсолютной» шкалы, по сути она является частным случаем шкалы отношений, но кроме фиксированной нулевой точки («естественного нуля») имеет еще и «естественную единицу». Примерами таких шкал являются шкала количества целочисленных объектов, шкала коэффициента полезного действия, шкала относительной влажности и другие им подобные.

Для того чтобы некоторое свойство объекта можно было оценить по той или иной шкале, необходимо чтобы на множестве однотипных свойств объектов соблюдались определенные отношения. Поскольку мы предпочитаем объективную оценку свойства числом, то отношения на множестве свойства логичнее всего сопоставлять с аксиоматикой числа. Анализ соответствующих отношений позволит определить, какой тип шкалы применим для оцениваемых свойств объектов.

В метрологии, как и в любой другой научной области, используют все виды шкал. Шкалами наименований ограничиваются при классификации физических величин и других метрологических объектов, включая метрологические мероприятия и их результаты. Примерами «пересекающихся» шкал наименований могут быть шкала физических величин и шкала единиц физических величин, шкалы наименований погрешностей и «неопределенностей».

Применяемые классификации иногда находят топологическое развитие. В этом случае мы можем говорить о ранговых шкалах, например, при построении поверочной схемы используют шкалы точности эталонов и эталонных (образцовых) средств измерений, а также шкалы условных классов точности рабочих средств измерений (классы нулевой, первый, второй и т.д.). Уровни точности (классы, разряды) используются для реализации шкалы порядка, поскольку наименование уровня позволяет ранжировать объекты по точности. Очевидно, что прибор второго класса менее точен, чем первого, но точнее, чем однотипный прибор третьего класса. Относительные классы точности (которые определяют, например, значением относительной погрешности прибора в процентах) составляют шкалу отношений. Например, прибор класса точности 0,5 в пять раз точнее аналогичного прибора класса 2,5 (во столько раз меньше его относительная погрешность, равная 2,5%: 0,5%).

Для полноценных измерений физических величин фактически подходят только две последние шкалы (интервалов и отношений). Хотя есть физические величины с фиксированным «естественным» нулем (масса, длина), а есть величины, которые никогда не будут иметь такого нуля (время, разность потенциалов), для математической обработки результатов измерений существенно важно, что после фиксации нуля «естественного» или условного интервалы физических величин полностью равноценны для приложения математического аппарата.

При оценке свойств индикаторами используется частный случай шкалы порядка, представляющий собой шкалу, состоящую из двух градаций, обозначающих наличие или отсутствие того или иного свойства, либо переход через заданное пороговое значение (альтернативная шкала). Например, индикатор электрической фазы дает ответ о «фазовом» или «нулевом» проводе, омметр при использовании в качестве индикатора показывает наличие или отсутствие обрыва электрической цепи, металлодетекторы - наличие или отсутствие металлических предметов и т.д. Используемый в качестве индикатора будильник, сигнализирует о переходе за установленный момент времени, «размерное реле» - о выходе детали за настроенный размер, температурные краски - о превышении температуры объекта, по сравнению с фиксируемой индикатором.

Для оценки физических величин иногда применяют и шкалы порядка. Пример такой шкалы - используемая в минералогии шкала твердости Мооса, приведенная в таблице 2. Минералы условно разделяются на десять групп, расположенных в порядке возрастания твердости - от первой до десятой. Коэффициент твердости определяется так: если какой-либо минерал царапает, например, кальцит (твердость 3) и не царапает флюорит (твердость 4), то его твердость можно обозначить коэффициентом 3,5. Внутри каждого из указанных интервалов могут быть построены участки той же шкалы с более мелкой градацией. Применяемые сегодня шкалы твердости Роквелла, Бринелля, Виккерса и другие тоже фактически являются окультуренными шкалами порядка, о чем свидетельствует отсутствие математических формул для перевода твердости из одних единиц в другие. Подобные трудности встречаются и при использовании разных шкал светочувствительности фотоматериалов. Очевидно, что совершенствование знаний о физической величине или повышение строгости ее определения сопровождается построением более мощной шкалы. Примером эволюции шкал можно считать температурные шкалы. Температура, которая когда-то оценивалась чисто топологически по шкале порядка (холодное-теплое-горячее), затем приобрела множество интервальных шкал с несовпадающими нулями и единицами (шкалы Реомюра, Фаренгейта, Цельсия), и, наконец, пришла к логически завершенной термодинамической шкале Кельвина с абсолютным нулем.

Таблица 1 - Сводные сведения о шкалах

Тип шкалы	Характеристика шкалы	Отношения, задаваемые на шкале	Математические операции с объектами
Наименований	Числа или другие символы шкалы используются только для классификации исследуемых объектов	Эквивалентность	Накопление частот (для последующей статистической обработки)
Порядка	Можно установить, что свойство одного объекта находится в некотором отношении со свойством другого объекта	Эквивалентность. Больше чем/меньше чем	Накопление частот, добавление постоянной, умножение на постоянную
Интервалов	Порядковая шкала с известными расстояниями между двумя любыми числами на шкале. Нулевая точка шкалы и оценочная единица выбираются произвольно. Пригодна для количественных оценок признаков	Эквивалентность. Больше чем/меньше чем. Известно отношение любых двух интервалов	Все операции с числами (после назначения нуля)
Отношений	Интервальная шкала с фиксированной нулевой точкой. Отношение любых двух точек шкалы не зависит от оценочной единицы	Эквивалентность. Больше чем/меньше чем. Определено отношение любых двух интервалов и любых двух точек	Все операции с числами

4. Классификация промышленной продукции по классам и группам

Для оценки уровня качества классифицируем промышленную продукцию как объект исследований, разделив ее на такие группы, каждая из которых может характеризоваться ограниченной совокупностью видов показателей, определяющих уровень качества.

Необходимо отметить, что под изделием понимается единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. При этом предполагается, что каждое изделие имеет геометрические размеры и массу, регламентированные определенными пределами.

Образцы промышленной продукции, количество которых измеряется в единицах длины, поверхности, объема или массы, с этой точки зрения, к изделиям не относят. Однако если такие образцы выпускаются в стандартной промышленной упаковке, повреждение которой может затруднить, снизить эффективность или исключить возможность их использования, они также должны рассматриваться как изделия. Такие изделия будем называть расходными.

Показатели сохраняемости всех изделий должны предусматривать постоянство их размеров и формы в течение заданного времени.

Показатели ремонтопригодности, безотказности, долговечности, стандартизации и унификации применимы только для установления уровня качества определенных видов изделий; эти показатели не могут характеризовать качество образцов, имеющих непрерывный характер измерений (м, м², кг).

Таким образом, характер измерения количества продукции может служить одним из рациональных признаков ее классификации.

Свойства продукции, входящие в состав ее качества, практически реализуются на стадии эксплуатации при типовых режимах (использование по целевому назначению; транспортирование, хранение и ремонт).

Показатели качества должны характеризовать степень приспособленности каждого образца продукции к эксплуатации в тех режимах, которым он может подвергаться.

Использование по целевому назначению, как и контроль качества продукции, можно осуществлять двумя способами.

Первый способ характеризуется расходом самой продукции в процессе ее использования. Этот способ распространяется также на расходные изделия и все образцы продукции, имеющие непрерывный характер измерения.

Расход продукции при этом способе выражается, как правило, в необратимом процессе переработки (сырье, материмы, полуфабрикаты), при сжигании (топлива), усвоении живыми организмами (пищевые продукты, удобрения). В отдельных случаях расход частично обратим (рекуперация и регенерация растворителей в химических производствах).

Второй способ использования характеризуется расходом не самой продукции, а ее ресурса. Этому виду использования подвергаются все-изделия, за исключением расходных.

На выбор видов показателей качества продукции существенное влияние оказывает способ ее целевого использования, который может служить важным признаком классификации продукции.

Приняв его за основу классификации, всю продукцию можно разделить на два класса: расходуемую по частям и расходующую ресурс.

Размещено на Allbest.ru