Основные методы квалиметрии

Лекция 3. Измерение качества. Основные методы квалиметрии. Квалиметрические шкалы. Уровни качества. Классификация эталонов качества.

Существует значительное количество методов квалиметрии. С точки зрения погрешности, с которой определяются результаты количественного оценивания качества, все методы квалиметрии могут быть разделены на три группы.

Точный метод оценивания качества – это такой метод, в рамках которого используются все обоснованные в теории квалиметрии приемы и способы, позволяющие уменьшить погрешность и увеличить надежность полученных результатов.Например, для выявления значений показателя свойства необходимо использовать аппарат многократного суммирования (или многократного интегрирования) по времени и параметрам среды, окружающей оцениваемый объект.Понятно, что этот метод характеризуется максимальной трудоемкостью.

Упрощенный метод – метод, характеризующийся максимально допустимой величиной погрешности и минимально допустимой величиной надежности итоговых результатов.Например, значения показателя свойства в рамках этого метода прини- маются как «точечные», без какого-либо суммирования или интегрирования.По сравнению с точным упрощенный метод характеризуется гораздо меньшей трудоемкостью,точностью и надежностью.

Приближенный метод – метод, который с точки зрения погрешности и трудоемкости является промежуточным между точным и упрощенным методами. Используется, например, для определения значения показателя свойства. Технологией этого метода предусматривается однократное суммирование(или интегрирование) по времени.В подавляющембольшинстве случаев и у нас, и за рубежом используют упрощенные методы квалиметрии.По источнику информации о значениях некоторых важных числовых характеристик, определяемых в процессе оценивания качества (например, значений показателей отдельных свойств и значений коэффициентов их относительной важности и др.), методы квалиметрии классифицируются на следующие три группы методов: экспертные, неэкспертные и смешанные.

Экспертные методы оценивания качества – это такие методы, в рамках которых для определения значений большинства числовых характеристик используют знания экспертов.

Неэкспертные методы (аналитические) – такие методы, в которых для определения этих значений обходятся без использования экспертов (но и в этом методе экспертов все-таки приходится привлекать для выполнения одной из операций оценивания качества построения дерева свойств объекта).

Смешанные методы – это такие методы, в которых значение некоторой части числовых характеристик объекта определяетсяэкспертным методом, а остальные из них – неэкспертным.В отечественной и зарубежной практике оценивания качества более чем в 90 % случаев используют смешанные методы и иногда чисто экспертные.При решении вопроса о том, какой из этих трех методов использовать в конкретной ситуации оценивания качества, учитывают их преимущества и недостатки.

Экспертные методы.Преимущества: относительная технологическая простота применения,малые затраты времени на разработку и использование МОК.Недостатки: бóльшая трудоемкость, связанная с необходимостью привлечения в качестве экспертов многих квалифицированных специалистов; относительно большая погрешность и малая надежность итоговых результатов.

Неэкспертные методы (аналитические).Преимущества: малая трудоемкость, связанная с отсутствием необходимости привлечения в качестве экспертов многих квалифицированных специалистов; относительно малая погрешность и большая надежность итоговых результатов.Недостатки: относительная технологическая сложность и большие затраты времени на разработку МОК.Квалиметрические шкалы.Результаты, полученные при квалиметрическом анализе (при оценивании качества), чаще всего выражаются в одном из трех видов шкал.Сравним эти шкалы по основным характеристикам: затратам на их применение (затратам труда и времени) и результатам (количеству получаемой с помощью данной шкалы информации).

Квалиметрические шкалы, рассматривается, как отдельное научное направление, имеющее самостоятельное значение в теоретической квалиметрии.Мера качества – отображение качества на вещественных числах. M : Q ® Re

Шкалированиемназывается мера качества, вводящая упорядочивающие отношения на измеряемом множестве свойств {r_i}.Квалиметрической шкалой называется тройка формальных объектов : исходное множество измеряемых свойств{r_i}. или же их мер, множество отображений шкалирования {g} и множество значений отображения шкал {r_i} ; {g}; {g^*}.

Общим для метрологии и для квалиметрии является понятие шкалы.В метрологии шкала- это часть отсчетного устройства средства измерений, предоставляющая собой упорядоченный ряд отметок, соответствующих последовательному ряду значений величины, вместе со связанной с ними нумерацией, т.е. это часть средства измерения.

В квалиметрии шкала- используется в математическом смысле, т.е. как метода оценивания и сопоставления свойства различных объектов. Для оценки свойств любых объектов принято использовать следующие виды шкал:1. шкала порядка (ранговая шкала); 2. шкала интервалов;3.-шкалаотношений;4. шкала наименований (номинационная или идентификационная шкала.

Различают виды квалиметрических шкал:

- шкала порядка;

- шкала интервалов;

- шкала отношений.

Шкала порядка.(шкала рангов, порядковая шкала, ранговая шкала)

Затраты на использование – минимальные. После оценивания качества

объектов в этой шкале объекты можно только упорядочить в ряд, ранжиро-

ванный по увеличению (уменьшению) значения показателя качества. Однако

при этом оказывается невозможно определить, на сколько или во сколько раз один объект по качеству отличается от другого.

Шкала порядка- это такой метод оценивания, при котором оцениваемые параметры, показатели или иные объекты оценивания располагаются в порядке увеличения или уменьшения значения параметра (показателя) или свойств объекта, причем способ определения порядка расположения не связан с какой-либо численной характеристикой оцениваемых объектов. Классическим примером оценивания с применением шкалы порядка является оценивание твердости минералов на основе шкалы Мооса. Шкала Мооса относительной твердости минералов состоит из 10 эталонов твердости:

1 – тальк; 6 - артоклад;

2 – гипс; 7 – кварц;

3 – кальций; 8 – топаз;

4 – флюарит; 9 – корундд;

5 – апатит; 10 – алмаз.

Другим примером применения шкалы порядка может служить оценка качества продукции, при котором учитывается несколько свойств. В этом случае качество характеризуется вектором, координатами которого являются показатели свойств, учитываемых при оценке. Поэтому в этом случае для получения имеющей смысл оценки необходимо создать некую шкалу, аналогичную шкале Мооса.

Шкала интервалов- Затраты больше, чем для шкалы рангов (приблизительно на половину порядка), это такой метода оценивания, при котором существенной характеристикой является разность между значениями оцениваемых параметров, которая может быть выражена числом установленных в этой шкале единиц. При этом начало отсчета может быть установлено произвольно. Шкала интервалов применяется для характеристики таких свойств продукции, которые связаны с температурными режимами, например минимальная рабочая температура криоинструмента, диапазоном рабочих температур криоинструмента, морозостойкость искусственной кожи, минимальная температура морозильной камеры в холодильнике.Шкала интервалов.Шкала позволяет определять разность между размерами, которые сами остаются неизвестными. Шкала 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. Примером шкалы интервалов служить шкала температуры Цельсия, Реомюра, Фаренгейта, Кельвина. Цельсий предложил следующую шкалу оценки температуры. За 0 градусов он предложил принять температуру замерзания воды при обычном атмосферном давлении, а за 100 градусов температуру кипения воды. После этого он равномерно разделил весь этот интервал на равные доли, которые отмечали по одному градусу его шкалы.Деление шкалы интервалов на равные части – градации устанавливает на ней масштаб и позволяет выразить измерение в числовой мере, то есть мы измеряем число градаций укладывающихся в некотором интервале . На шкале интервалов определены такие действия как сложение и вычитание, то есть можно определить на сколько один размер отличается от другого.Шкала отношений- это такой метода оценивания, при котором используется единица измерения и, следовательно, величина оцениваемого параметра.Шкала отношений-Затраты – самые большие (приблизительно на один–полтора порядкабольше, чем для ранговой шкалы).Результаты – те же, что и для шкалы интервалов, плюс дополнительная информация, во сколько раз один объект отличается по качеству от другого(т. е. вычислять соотношения КА/КБ = 1,5 вполне правомерно).Пример использования шкалы отношений – измерение температуры в шкале Кельвина.Из рассмотренных выше трех типов шкал на практике чаще всего употребляются шкалы порядка и отношений.

В шкале порядка возможны логические операции но не невозможны арифметические действия. Если значение параметра продукции, измеряемого в шкале порядка, у первого вида продукции больше, чем у второго, а у третьего больше, чем у первого, то можно сделать ввод о том, что значение этого параметра у третьего вида продукции больше, чем у второго. Однако в обоих случаях нельзя сказать, насколько больше. Это можно сделать, если для измерения параметра может быть применена шкала интервалов. На отградуированной шкале может быть определена разность между любыми двумя значениями параметра. Но как в шкале интервалов, так и, тем более, в шкале порядка нельзя определить, во сколько раз значение одного параметра больше, чем значение другого параметра. Это можно сделать, если для оценки параметра используется шкала отношений. В этом смысле эта шкала является наиболее совершенной, в ней возможны все арифметические действия. Следует отметить, что шкала отношений применима к большинству параметров, представляющих собой физические величины: размер, вес, плотность, сила, напряжение, частота.

Шкала, в которой измеряется тот или иной показатель качества, должна учитываться при оценивании уровня продукции.Поскольку качество представляет собой совокупность свойств объекта, то 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. Такую оценку в обобщенном виде принято называть измерением. Измерения в самом широком смысле можно характеризовать как приписывание объекту символов (в частности - чисел).В жизни человека постоянно необходимо проводить операцию выбора, необходимо из нескольких вариантов ( не менее двух) выбрать один. Например, человеку необходим камень для изготовления каменного топора, а на земле лежит множество камней. Какой камень выбрать? Человек идет на охоту, перед ним несколько оленей. В какого стрелять из лука. С развитием цивилизации проблема выбора усложняется. Товар становится все более сложнее, его много, потребности человека также стали многообразнее. Для оценки вариантов необходима шкала. Шкала это как лестница со ступеньками, на которых можно поставить имеющиеся варианты, каждая ступенька это уровень необходимого качества в варианте, чем больше качества, тем выше ступенька, кто на самой верхней ступеньке того и выберу. Слово шкала произошло от латинского «scala» , которое переводится как лестница.

Шкала наименований.Самая простая шкала, которую человек применял с доисторических времен – это шкала наименований. Это чисто логическая шкала. Здесь только два варианта оценивания.

Уровни качества.Оценивание (оценка) качества – это особый тип функции управления(деятельности), которое направлено на формирование суждений об объектеоценки, под которым подразумевается качество, определенные подмножествасвойств или отдельное свойство.Из определения оценки следует ее сложная взаимосвязь с понятием измерения качества. С одной стороны, оценка выступает частным случаем меры и, следовательно, измерения качества, а с другой – операции измерения качества являются компонентами процедуры оценивания.

В квалиметрии широко используется относительная мера качества –уровень качества. Следует различать формальное и неформальное содержание этого понятия. В формальном смысле уровень качества является результатом оценивания, всегда носящим сравнительный характер. Система значений мер качества объекта (процесса, технологии), определенная на основе соотношения с базовыми (эталонными) значениями мер, называется сравнительным уровнем качества. Таким образом, сравнительный уровень зависит от базы сравнения. Принципиально при сравнении с базой оценки можно применять любые квалиметрические шкалы. Если использовать разностную шкалу, то сравнительный уровень приобретет содержание отклонения от базы оценки, а если использовать шкалирование отношения (нормировку по базе сравнения), то мы получаем относительный уровень качества. Из такого понимания уровня качества следует, что относительный уровень – это частный случай сравнительного уровня качества.Понятию сравнительного уровня противостоит понятие абсолютного уровня качества как системы значений мер (показателей) качества. Абсолютный уровень, таким образом, формируется в результате измерения качества объекта техники и характеризуется абсолютными значениями оценочных показателей. Понятие абсолютного уровня отражает интенсивное количество («внутреннее количество») качества. Например, точность измерения прибора,удельная (на единицу эффекта) масса прибора, безотказность прибора и т. п.определяют его абсолютный уровень качества. С позиций понятия абсолютного уровня база оценки в виде системы показателей аналога может трактоваться как базовый абсолютный уровень качества, используемый при оценивании.В зависимости от класса свойств и показателей качества могут различаться технический, экономический, технико-экономический, экологический, эргонометрический, потребительский и т. п. уровни. Таким образом, в формальном понятии уровня его типология включает в себя классификацию без оценки свойств и показателей качества, шкал.Особое место в содержании сравнительного (относительного) уровня принадлежит базе оценки. В зависимости от ее типа сравнительный уровень качества может на оценочной шкале характеризовать или приближение к эталону качества (прогрессивный эталон, абстрактно-возможный, идеальный эталон, потенциальное качество) или опережение (в случае отставания – приближение к базе) базы оценки (прототип, аналог, достигнутый абсолютный уровень качества работы, достигнутый мировой технический уровень и т. д.).Поскольку показатели эффективности входят как подкласс во множество мер качества, то понятие уровня, затрагивая все множество показателей, охватывает и эффективность как меру качества. В содержательном плане особое место занимает понятие технического уровня объектов техники и технологии. Оно приобретает смысл такой характеристики качества, которая отражает уровень принятых технических решений, использование в них достижений научно-технического прогресса (НТП) на некоторый момент времени, обеспечивающих удовлетворение возросших потребностей и экономическую целесообразность.