ФОРМИРОВАНИЕ НАБОРА ЧАСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА МРС

Рассмотрены следующие частные показатели качества МРС.

Точность (А1). Современное развитие техники связано с посто­янным повышением требований к качеству выпускаемых изделий, к отдельным составляющим, в том числе и точности. Для МРС с ЧПУ достижение этой цели связано с рядом трудностей, поскольку в отли­чие от других видов оборудования МРС с ЧПУ должен обеспечить комплексную обработку заготовки с минимальным количеством пе­реустановок и высокой производительностью, т.е. обеспечить задачу повышения точности обработки с одновременным требованием сня­тия режущим инструментом большого объема металла. Достижение заданной точности обработки с учетом минимизации затрат на произ­водство станков может быть принято в качестве частного показателя точности обработки заготовок.

Производительность (А2). Появление МРС с ЧПУ в значитель­ной степени было связано с необходимостью повысить производи­тельность обработки заготовок. Итоги первых результатов эксплуата­ции подобных станков в производственных условиях и анализ даль­нейшего их развития позволили разработчикам выработать некоторые общие положения, характеризующие достоинства этих станков с ЧПУ и определить их место в промышленности:

· производительность повышается за счет интеграции операций и оптимизации технологических параметров обработки;

· существенно сокращается вспомогательное время вследствие осуществления комплексной автоматизации;

· сокращаются расходы на межоперационный транспорт за счет сосредоточения функций нескольких традиционных МРС в одном;

· создаются благоприятные условия для ускоренного выпуска новой продукции благодаря оперативному изготовлению опытных образцов и установочных серий.

Таким образом, если производительность МРС с ЧПУ оценивает­ся как количество заготовок, обрабатываемых в единицу времени, то показатель А2 должен отражать минимум возможного штучно-­калькуляционного времени обработки одной заготовки.

Надежность (АЗ). Эффективность применения МРС с ЧПУ зави­сит от обеспечения высокого уровня надежности работы станка и от организации их использования в условиях производства на предпри­ятии, для которого выполняется заказ. Надежность может оцениваться по интенсивности отказов за определенное время эксплуатации. Луч­шим будет станок с минимальной частотой отказов или наибольшей вероятностью безотказной работы. Количественная оценка надежности при этом может проводиться по коэффициенту технического исполь­зования станка, значение которого должно стремиться к единице.

Степень унификации (А4). Степень унификации конструкции МРС влияет на себестоимость его изготовления. Поэтому уменьше­ние себестоимости связано с увеличением коэффициента унифика­ции, который определяется как отношение количества унифициро­ванных деталей к общему их количеству.

Масса станка (А5). Этот важный технический показатель харак­теризует металлоемкость и экономичность конструкции МРС, так как оценка массы на стадии проектирования необходима для анализа тех­нико-экономического уровня станка. Как правило, этот показатель стремятся уменьшить. Его конкретное значение устанавливается в за­висимости от назначения МРС.

Стоимость станка (А6). Стоимость МРС с ЧПУ формируется проектной ценой и уточненной. Проектная цена, после завершения стадии разработки, уточняется главным образом за счет включения дополнительных затрат по новому станку, связанных с расширением его технологических возможностей, и за счет проведения мероприя­тий, облегчающих условия труда, улучшающих технику безопасно­сти, снижающих уровень шума и др.

Приобретение МРС с ЧПУ заказчиком связано с дополнительны­ми капитальными вложениями на доставку станка, стоимостью зани­маемого помещения, стоимостью приспособления, режущего и вспо­могательного инструмента, комплекса программного обеспечения и т.д. Использование МРС в конкретных условиях возможно в случае, когда разница приведенных затрат будет положительная, а срок возвращения дополнительных вложений будет ми­нимальным.

Уровень автоматизации (А7). Многообразие производственных условий заказчиков не позволяет в настоящее время выработать и реализовать твердые нормативные показатели необходимого уровня автоматизации МРС с ЧПУ. Уровень автоматизации и возможность встраивания станков в автоматизированные потоки зависит от условий производства заказчика, его технического и организационного оснащения. Поэтому требования, вытекающие из этих условий, могут повлиять на компоновку станка, следовательно, и на его качество. Высокий уровень автоматизации МРС позволяет уменьшить (мини­мизировать) затраты, связанные с издержками производства, из-за не­совершенства систем организации, диспетчирования, складирования и других служб производства заказчика.

Время технического обслуживания (А8). Этот показатель качест­ва тесно связан с эксплуатационной надежностью МРС с ЧПУ. Цель технического обслуживания - проведение станка в рабочее состояние, при котором вероятность возникновения отказа сводится к минимуму. Удобство и время технического обслуживания могут быть оценены по среднему времени, затраченному на приведение системы в рабочее состояние за определенный отрезок эксплуатации МРС.

Эргономичность (А9). Система человек - МРС относится к сис­теме машина - человек - среда, в которой основным звеном является оператор. В этих системах должна быть обеспечена совмес­тимость человека и МРС, т.е. технические характеристики станка должны быть согласованы с психофизиологическими характеристи­ками оператора. Обеспечение совместимости человека с МРС учитывается при создании систем управления и контроля за счет рационального их размещения. Это позволяет снизить утомляемость рабочего и повы­сить производительность работы; механизация и автоматизация вспомогательных операций проводится за счет введения быстродей­ствующих зажимов заготовки, автоматизации уборки стружки и под­наладки режущего инструмента, введения систем активного контроля и ряда других процессов, исключающих участие человека.

Список частных показателей может быть продолжен. Перечис­ленные же показатели качества МРС с ЧПУ могут влиять друг на дру­га непосредственно или через другие показатели. Например, стои­мость станка зависит от компоновки и, следовательно, от металлоем­кости, размеров основных узлов, трудоемкости изготовления и т.д. В свою очередь металлоемкость определяется количеством входящих в компоновку станка узлов, относительной металлоемкостью с учетом размерных параметров или мощности станка. Эту взаимосвязь можно проследить и на других показателях качества. Обобщенный показатель качества МРС с ЧПУ, с учетом перечис­ленных частных показателей, удобно выразить в следующем виде:

Частные производные , , , являются весомыми коэффициентами частных показателей качества станка. Они, связанные функционально с обобщенным показателем Е, показывают степень влияния каждой составляющей уравнения на показатель Е.

В случаях чрезвычайной сложности указанной проблемы, ее новизны, недостаточности имеющейся информации, невозможности математической формализации процесса решения приходится обращаться к рекомендациям компетентных специалистов, прекрасно знающих проблему, т.е. к экспертам. Их решение задачи, аргументация, формирование количественных оценок, обработка последних формальными методами получили название метода экспертных оценок.В условиях недостаточно полной и недостоверной информации методы экспертных оценок дают вполне приемлемые результаты. В настоящее время, характеризующееся ускорением научно-технического прогресса, появлением новых проблем организационного, технического, экономического, социально-психологического плана, сфера применения метода расширяется.
Таким образом, система частных показателей качества МРС соз­дается на основе метода эвристического (экспертное мнение) прогно­зирования, суть которого сводится к анкетному опросу экспертов о составе критериев А, и определению их значимости с помощью весо­вых коэффициентов, для чего принимается предположение об адди­тивности (независимости) отдельных показателей качества, системы. При соблюдении аксиомы независимости можно представить общий показатель качества МРС в виде, где за единицу принимается 100%:

,

где - весовой коэффициент i-го частного показателя, – нормирующее условие качества МРС.

Весовой коэффициент (коэффициент влияния) в этом случае является нормированным превращением частного показателя качест­ва станка в пределах общей оценки. По сравнению с другими индиви­дуальными оценками весовой коэффициент инвариантен. Отсюда следует, что количественные уровни оценки качества различных экс­пертов могут не совпадать, что, несомненно, вносит некоторую по­грешность в анализ, поскольку инвариантность обеспечивается неза­висимостью индивидуальных мнений. Хотя на практике условие не­зависимости может не выполняться, основанием для использования весовых коэффициентов может быть тот факт, что максимальное от­клонение общего мнения экспертов за счет игнорирования взаимосвя­зи мнений отдельных экспертов между собой не превышает "точно­сти" измерения.

Оценки экспертов рассматриваются как случайные переменные, распределение которых отображает вероятность появления того или другого события. Для анализа оценок применяются обобщенные ста­тистические характеристики. Если каждый из n экспертов дает одну оценку A_i будущего значе­ния прогнозируемой величины, то в результате обработки могут быть получены следующие показатели:

где А₀ - обобщенное мнение экспертов (точечная оценка для данной группы экспертов); D(A) — дисперсия оценок, характеризующая разброс мнений от­носительно А₀; - среднее квадратичное отклонение; n — число экспертов.

Прогнозируемые размеры области, в которую с заданной вероятностью Р попадает значение прогнозируемой величины А₀,

Границы области определяют из предположения, что имеет закон симметричного нормального распределения. Тогда

Величина t при рассматриваемых условиях подчиняется распределению Стъюдента и определяется по таблицам в зависимости от n - 1 и 1 - Р. Тогда:

При экспертной оценке современного технического оборудования, когда трудно обеспечить однозначное понимание всеми экспертами цены балла, т.к. «бальные весомости» различных экспертов могут оказаться не полностью сопоставимыми. Сведение же этих оценок к рангам благодаря свойству инвариантности ранжировки позволяет установить этот недостаток. Для характеристики степени согласованности нескольких ранжировок, используем коэффициент конкордации. Коэффициент конкордации показывает степень согласованности мнений экспертов по важности каждого из оцениваемых параметров:

,

где m - число экспертов в группе, n - число факторов, S - сумма квадратов разностей рангов (отклонений от среднего).

Значение коэффициента конкордации может находится в диапазоне от 0 до 1. Если W=0, считается, что мнения экспертов не согласованны. Если W=1, то оценки экспертов полностью согласованны. Очень часто, в литературе, описание коэффициент конкордации Кендала, ограничивается формулами, в которых не учитываются связанные ранги, а критерий ограничивается требованием стремления W к единице, что существенно затрудняет его практическое использование. Тогда как в абсолютном выражении W может оказаться очень малым, но его значение будет статистически значимым для проверки гипотезы о равномерном распределении рангов (согласии ранжировок). Вычисление коэффициента конкордации без введения поправочных коэффициентов и проверки на статистическую значимость, может привести к существенным ошибкам.