Нужно ли и можно ли измерять качество?

Гарри Азгальдов
Источник: www.zubry.ru

Продолжаем цикл статей Гарри Гайковича Азгальдова «Моё видение качества». Также читайте часть 1 и часть 2.

Нужно ли измерять качество?

Представляется, что главная причина, определяющая потребность в разработке и использовании аппарата измерения качества, заключается в следующем.

В предисловии к циклу статей «Моё видение качества» была выдвинута исходная посылка (кстати, ни разу не опровергнутая и не поставленная под сомнение никем из Зубров, участвовавших в дискуссии): «...по-моему, всё, производимое человеком, необходимо и достаточно определяется тремя характеристиками:

• количеством единиц того, что производится;
• затратами на единицу производимого;
• качеством единицы производимого»

По-видимому, нет разумных оснований считать две из этих характеристик («количество» и «затраты») настолько более важными, чем характеристика третья - «качество», что неучёт этой характеристики оправдывал бы её игнорирование при всех расчётах, относящихся к принятию человеком связанных с производством решений. Напротив, в современных условиях «качество» становится одним из главных учитываемых факторов при принятии решений. И, как таковое, должно поддаваться квантификации - то есть измерению.

Можно ли измерять качество?

Говоря об измерении, здесь и в дальнейшем мы будем иметь в виду следующие обстоятельства.

1. Для наглядности, измерение будет привязано к объектам, являющимся продукцией.

2. Измерение будет иллюстрироваться на применении упрощенного метода: то есть определение значений показателей отдельных свойств q будет производиться без интегрирования по времени (как в приближенном методе) или многократного интегрирования (как в точном методе).

3. Кроме специально оговоренных случаев, измерение будет трактоваться как измерение в шкале отношений (но не в шкалах порядка или интервалов).

4. Определение значений показателей всех свойств, формирующих дерево показателей (созданное с соблюдением всех правил построения таких деревьев - см. предыдущую статью), является необходимым условием для измерения качества объекта в целом.
5. Определение значений показателей простых и квазипростых свойств q будет производиться в специфических для каждого свойства единицах измерения. Соответствующие операции будут называться «определение значений абсолютных показателей свойств q», производимое в специфических для каждого свойства шкале.

Определение значений показателей всех свойств дерева (простых, квазипростых и сложных), производимое в единой для всех свойств безразмерной шкале k = 0,...,1 и называемое «определение значений относительных показателей свойств», будет для краткости именоваться «оцениванием свойств», а результат такого оценивания будет именоваться «оценкой свойства K» (для самых сложных свойств - «оценкой качества K^k» и «оценкой интегрального качества K^»).

6. Оценивание любого свойства будет производиться с учётом коэффициента важности этого свойства G по отношению к важности любого другого свойства (или совокупности таких свойств).

Операции, производимые по п.п. 5 и 6, будут кратко пояснены далее.

Определение значений коэффициентов важности (к.в.)

При определении значений к.в. соблюдается общий принцип: к.в. желательно определять аналитическим методом. Если же по ситуации оценивания этого делать нельзя или делать очень сложно (мало времени или нет необходимых данных), то применяется экспертный метод. Кратко рассмотрим эти методы.

Аналитический метод определения значений к.в.

Существует несколько разновидностей этого метода. Одни из них основаны на применении регрессионного анализа (метод академика Крылова) или корреляционного анализа. В другой разновидности аналитического метода к.в. принимаются пропорциональными затратам, необходимым на обеспечение проявления (существования) каждого свойства. Существуют разновидности аналитических методов, основанные и на иных принципах. Но на практике аналитические методы используют не чаще, чем в 5% случаев, а в 95% случаев для определения к.в. используют экспертный метод.

Интересующимся аналитическими методами определения к.в. советуем обратиться к более капитальным пособиям, например, к /1/.

Экспертный метод определения значений к. в.

Применительно к упрощенному методу, численность экспертной группы r = 7 - 10 человек, в зависимости от сложности объекта. Для обеспечения обмена информацией между экспертами обычно применяется два основных способа проведения экспертного опроса:

1. Использование индивидуальных анкет.
2. Использование доски с мелом. Разъяснение этих способов - см., например, /2/.

Вообще говоря, существует несколько десятков разновидностей экспертных методов, описанных, например, в /3/. Рекомендуемая в данной статье литература перед другими источниками имеет то преимущество, что она обобщает опыт использования экспертного метода при проведении нескольких сотен квалиметрических анализов самых разных объектов.

Применительно к рассматриваемому здесь вопросу определения к.в., в конечном итоге, применяя экспертный метод, оказывается возможным определить для всех свойств, составляющих дерево, значения к.в. - такие, что каждый к.в. g подчиняется условиям:

0  g  1 и g = 1 (в пределах любого яруса дерева).

Во избежание проведения лишних вычислений можно провести сокращение учитываемых свойств, следуя алгоритму:

а) Определяют к.в. всех свойств, входящих в дерево показателей.
б) Ранжируют все свойства по убыванию значений их к.в.
в) Определяют величину относительной погрешности  (методы её определения приведены в /2/), с которой вычислены значения к.в.
г) Исключают из нижней части ранжированного ряда столько свойств, сумма к.в. которых одновременно подчиняется условиям: g = max и g  .

Определение эталонных q^эт и браковочных q^бр значений показателей

Основные понятия

Эталонное (базовое) значение абсолютного показателя свойств q^эт - наилучшее достигнутое в мире значение абсолютного показателя свойства (на период, когда производится оценивание качества).

Например, скорость вычислений на ПЭВМ: q^эт = 200 млн. опер./сек.

Допустимое значение абсолютного показателя свойства q^доп - наихудшее, но все же допустимое значение абсолютного показателя свойства (на период, когда производится оценивание качества, применительно к аналогичным объектам, выпускаемым где-то в мире).

Например, в 30-60-х годах нигде в мире ни в нормах проектирования, ни в архитектурной практике не допускалась высота общей комнаты в квартире меньшая, чем 2,3 м. Значит, для того периода можно принять q^доп = 2,3 м.

Браковочное значение абсолютного показателя свойства q^бр - ближайшее к q^доп, но худшее значение показателя свойства.

Применительно к высоте общей комнаты, q^бр = 2,2 м.

Определение значений q^эт и q^бр для показателей свойств, не имеющих физических единиц измерения

К подобным свойствам в полном дереве относятся, например, эстетические или некоторые эргономические свойства. А в неполном дереве - также и любые другие сложные свойства.

Для таких свойств ЛРМ назначает:
q^бр = 0% и q^эт = 100%. (Здесь и в дальнейшем q^эт и q^бр определяются только для свойств, находящихся на последнем, т.е. самом высоком ярусе дерева).

Документальный метод определения q^эт и q^бр

Из свойств, оставшихся на последнем ярусе дерева, определяют те, для которых существуют документальные данные, позволяющие определить q^эт и q^бр.

Эти данные могут содержаться: в книгах, отчетах по НИР, в обзорах, проектно-конструкторской документации, каталогах продукции, выставочных проспектах, технических условиях и т.д. Понятно, что чем больше таких документов - тем точнее будут определены значения q^эт и q^бр.

Пусть ЛРМ нашёл m документов, в которых содержатся данные, помогающие определить q^эт и q^бр. Тогда принцип их определения выражается формулами:

qi^эт = sup { qij, j = 1,m },

где: i - номер свойства по дереву;
j - номер документа, из которого получено значение q_ij;
sup (супремум): оператор выделения самого лучшего значения из всего их множества.

Например, для емкости стиральной машины документальным методом получены значения q_ij (в кг):
sup { 2,5; 2,8; 1,9; 2,7; 2,0 } = 2,8 кг

Аналогично:
q^доп = inf { q_ij } ,
где: inf (инфимум): оператор выделения самого плохого значения из всего их множества.
Зная q_i^доп , ЛРМ легко определяет q_i^бр.

Экспертный метод определения q^эт и q^бр.

Этот метод должен применяться только по отношению к тем свойствам, для которых вообще нельзя было применить документальный метод или его применение оказалось нецелесообразно (из-за слишком больших - по ситуации оценивания - затрат труда или времени на поиск документальных данных по q^эт или q^доп).

Технология экспертного определения qэт и qдоп сходна с технологией экспертного определения значений коэффициентов важности g (т.е. опрос проводится в 1 тур или, если расхождения в оценках экспертов после 1-го тура больше 25%, - то в 2 тура). Затем определяются средние по всем экспертам эталонные и браковочные значения показателя для всех свойств, находящихся на последнем ярусе дерева. Эти средние значения и принимаются в качестве искомых значений.

Определение эталонного значения показателя надежности

Нормативными документами (например, ГОСТами) определено, что для промышленной продукции в число свойств, определяющих надежность, входят: сохраняемость, безотказность, ремонтопригодность и долговечность.

Эти свойства коренным образом отличаются от остальных свойств объекта, обозначенных выше с помощью абсолютных показателей Q. Свойства надежности нужны не сами по себе, а для того, чтобы в процессе эксплуатации (использования, потребления, применения) объекта дать возможность проявиться тем свойствам, ради которых объект и был произведен - т.е. свойствам функциональности и эстетичности. Ведь если нет надежности - значит, нет и функциональности и эстетичности. А значит - нет и качества. Ввиду этой специфики, свойство надежности не включается в дерево свойств, а учитывается с помощью так называемого коэффициента использования объекта K_ис (определяемого в порядке, указанном ниже).

Введем определения.

Период существования Т_су : меньшее из двух сравниваемых периодов: до наступления морального износа Т_ми и срока службы Т_сл, т.е.
Т_су = min { T_ми, T_сл }

Эталонный период времени до наступления морального износа T^эт_ми :

T^эт_ми = max { T_миj }
где: j - номер учитываемых объектов (того же типа, что и оцениваемый), для которых могут быть определены значения Т_миj.
Эталонный период службы T^эт_сл :

T^эт_сл = max { Т_слj }.

Аналогично имеем:
Эталонный период существования T^эт_су :

T^эт_су = min { T^эт_ми , T^этсл }
Период простоя Т_пр : та часть периода существования объекта Т_су, когда объект находится в состоянии отказа или в процессе восстановления после отказа (т.е. в ремонте) или в процессе техобслуживания.
Коэффициент использования К_ис :

К_ис = ( Т_су - Т_пр ) / T^эт_су
Значения Т_су и Т_пр определяются экспериментальным (например, методом ускоренных стендовых испытаний), документальным или экспертным методами - аналогично тому, как определялись значения q^эт и q^бр.

При определении значения К_ис принимается:

а) для тех объектов, для которых он не имеет смысла (например, при оценке качества штатной структуры, рекламного проспекта, служебного документа и т.д.) К_ис = 1;
б) для изделий машиностроения и приборостроения К_ис = К_эф , где К_эф - коэффициент сохранения эффективности, определяемый в соответствии с рекомендациями, изложенными в ГОСТ 27.003-83 "Выбор и нормирование показателей надежности";
в) для объектов, не вошедших в п.п. а,б, К_ис определяется в порядке, изложенном выше.

Определение значений абсолютных показателей свойств

Неэкспертные методы

Такими методами значения q определяются только для квазипростых свойств и некоторых (не всех) простых свойств. Эту работу по решению ЛРМ выполняют или он сам, или его помощники (в зависимости от требуемого уровня знаний). Применяются четыре разновидности неэкспертного метода: документальный, аналитический (расчетный), физических измерений (экспериментальный), простого подсчета.

документальный метод

Данные о q обычно берутся из технической документации к объекту.
Например, число видов операций, выполняемых на швейной машине.

аналитический (расчетный) метод

Применяется для квазипростых свойств.
Например, для легковой автомашины экономичность может быть определена по формуле общих затрат на ее покупку и эксплуатацию за весь период ее службы Т_сл.

метод физических измерений (экспериментальный)

Он годится для тех свойств, данные по q которых могут быть получены путем измерений по рабочим чертежам или непосредственно по готовому объекту.
Например, ширина дверного проема в туристическом автобусе.

метод простого подсчета

Этот метод может быть применен к такому, например, показателю свойства телевизора, как количество ручек или клавишей управления.

Экспертный метод

Он должен применяться для всех тех свойств, применительно к которым невозможно или нецелесообразно (по затратам труда или времени) применение неэкспертных методов. Процедура экспертного опроса здесь аналогична той, которая используется для определения q^эт и q^бр. Отметим, что q определяется в тех же единицах измерения, что и q^эт и q^бр для данного свойства.

Изложенные выше неэкспертные и экспертные методы касаются не только значений q, но и значений показателей надежности t_су и t_пр.

Определение значений относительных показателей свойств (их оценивание)

Для обеспечения сопоставимости значений абсолютных показателей Q (приведения их к одинаковому масштабу и выражения их в одинаковых единицах измерения) производится перевод абсолютных показателей Q в относительные показатели K с помощью операции нормирования:
K_ij = ( Q_ij - q_i^бр ) / (q_i^эт - q_i^бр ) ,
где:
i - номер свойства по дереву;
j - номер оцениваемого объекта.
Понятно что:

0 ≤ K_ij ≤ 1

Светрка показателей

При применении той методологии оценивания качества, которая была описана выше, показатель качества K^k может быть выражен с помощью формулы средней взвешенной арифметической:

K_j^k = K_исj * ∑ⁿ_i=1 ( K_ij * G_i )

Отметим особенность вычисления значения К^k. Среди i-ых свойств ЛРМ вместе с ЛРП выделят так называемые "критические свойства" - т.е. такие, что для хотя бы одного из них недопустимо существование неравенства:
q_{ij  ˜}^p  q_i^бр
(где _˜^p обозначает " хуже или равноценно"). Например, подобным критическим свойством для пищевых продуктов является "наличие вредных для здоровья химических веществ".
Если же такое неравенство существует хотя бы для одного (любого) критического свойства, то принимается: K^k = 0.

Заканчивая эту статью, считаю необходимым еще раз подчеркнуть:

• описанная выше методология относится только к одному (но самому распространенному) из многих методов количественной оценки качества;
• применительно к этому методу рассмотрен только упрощенный (но не приближенный или, тем более, - точный) его вариант;
• изложение дано в очень краткой форме (в связи с тем, что автор был ориентирован на не превышение объёма статьи в 6 стр.).

Библиография

1. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров. Основы квалиметрии. - М.: Экономика, 1982.
2. Азгальдов Г.Г. Квалиметрия в архитектурно-строительном проектировании. - М.: Стройиздат, 1989.
3. Райхман Э.П., Азгальдов Г.Г. Экспертные методы в оценке качества товаров. - М.: Экономика, 1974.