Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Качество продукции и его уровень
1.1. Технико-экономические аспекты качества 14
1.2. Классификация показателей качества продукции и их определение 26
1.3. Методы оценки качества изделий 36
ГЛАВА 2. Анализ те0йїи и практики оценки качества аппаратов низкого напряжения
2.1. Анализ выпускаемой продукции низковольтного аппаратостроения 53
2.2. Особенности действующей методики оценки качества аппаратов низкого напряжения 67
ГЛАВА 3. Оценка качества аппаратов низкого напряжения на базе эконсшко-математичеошх методов 81
3.1. Исследование взаимосвязей единичных показателей качества аппаратов низкого напряжения S3
3.2. Оценка технического уровня аппаратов низкого напряжения 98
3.3. Оценка экономической эффективности проектируемых аппаратов низкого напряжения 116
Заключение 130
Литература 134
Приложения 143
- Технико-экономические аспекты качества
- Анализ выпускаемой продукции низковольтного аппаратостроения
- Исследование взаимосвязей единичных показателей качества аппаратов низкого напряжения
- Оценка технического уровня аппаратов низкого напряжения
Введение к работе
Одним из важнейших направлений экономической политики партии на современном этапе является борьба за эффективность и качество. Это долговременная политика, которая определяет экономическое и социальное развитие страны на многие годы вперед. Исходя из экономической стратегии КПСС и главной задачи одиннадцатой пятилетки, возникает необходимость "... настойчиво повышать эффективность общественного производства на основе его всесторонней интенсификации и улучшать качество продукции и услуг во всех отраслях" [8] '.
На ХХУІ съезде КПСС было отмечено, что."эффективная экономика - это высокое качество продукции, улучшение ее потребительских и технико-экономических свойств" [вJ .
Повышение качества продукции неразрывно связано с интенсификацией производства. Ю.В. Андропов указывал: "Необходимо создавать такие условия - экономические и организационные, - которые стимулировали бы качественный, производительный труд, инициативу и предприимчивость" [ 5 J '.
В одиннадцатой пятилетке "... темпы обновления техники будут ускорены в 1,5 раза. При этом нельзя допускать, чтобы предприятия выпускали устаревшие по своим конструктивным решениям изделия, применение которых не дает ощутимого повышения производительности труда" [8J
Материалы ХХУІ съезда КПСС, М, 1981, с. НО, 141
Андропов Ю.В. Речь на Пленуме Центрального Комитета КПСС 22 ноября 1982 г. - М., 1982, с. 4.
Материалы ХХУІ съезда КПСС. М., 1981, с. III
Факторы, вызывающие необходимость ориентации нашей экономики на повышение качества продукции, носят объективный характер, обусловлены особенностями развития современной техники и темпами научно-технического прогресса. Большая работа проделана в нашей стране в десятой пятилетке по повышению технического уровня и качества многих важнейших видов продукции. Вырос удельный вес продукции высшей категории качества, освоен выпуск большого количества новых видов машин, оборудования, приборов.
В одиннадцатой пятилетке перед промышленностью стоят еще большие задачи, решение которых должно способствовать дальнейшему повышению эффективности общественного производства. Одной из таких важнейших задач является автоматизация всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время основным техническим средством автоматизации во всех отраслях народного хозяйства является низковольтная аппаратура. Развитие подотрасли низковольтного аппаратостроения (НВА) определяет интенсивность работы как отдельных механизмов, так и производственных агрегатов, и от технического прогресса низковольтного аппаратостроения в значительной мере зависит прогресс других отраслей народного хозяйства (металлургии, машиностроения, сельского хозяйства и др.), а технический прогресс в этих отраслях, в свою очередь, стимулирует развитие самого низковольтного аппаратостроения. Об этом свидетельствует неуклонный рост потребности в аппаратах низкого напряжения, которая в среднем за последние 15 лет за каждую пятилетку возрастала в 1,6 раза.
В подотрасли НВА ведутся комплексные работы по разработке и внедрению в производство новых высококачественных аппаратов, основанных на прогрессивных конструктивных принципах с использованием новых материалов и передовой технологии. Комплексное решение всех этих вопросов направлено на повышение качества и эффективности. Исследования, проведенные по подотрасли подтверждают значительный рост продукции высшей категории качества в общем объеме выпуска аппаратов низкого напряжения (АНН) за две последние пятилетки (табл. I).
Таблица I Структура выпуска АНН по категориям качества, %
Однако достигнутый рост производства высококачественных аппаратов низкого напряжения в настоящее время еще не достаточен. Потребность в аппаратах низкого напряжения все время увеличивается и опережает рост их производства. Снизить относите-ный рост потребности в средствах автоматизации могут только аппараты более высокого качества, так как АНН с худшими качественными характеристиками обладают низкой надежностью, меньшим сроком службы, что требует, в конечном итоге, наращивания объемов их выпуска. Поэтому такое большое значение придается повышению качества низковольтных аппаратов. В подотрасли низковольтного аппаратостроения процесс повышения качества имеет свои трудности, что вызвано спецификой данной подотрасли, изделия которой характеризуются большой номенклатурой, отличающейся конструктивно-технологическими признаками и техническими параметрами.
Для повышения эффективности общественного производства и качества выпускаемых изделий проводится аттестация продукции, основой которой является научно обоснованная достоверная и объективная оценка качества, без которой невозможна выработка правильных управленческих решений, направленных на повышение качества.
Анализ действующей в подотрасли НВА методики оценки уровня качества аппаратов низкого напряжения показал, что многие единичные показатели качества выбраны без достаточного обоснования и не характеризуют наиболее важных свойств отдельных групп изделий. Более того в оценке качества АНН в настоящее время основной упор делается на оценку качества продукции после ее полной разработки, когда изделие уже предлагается к производству или выпускается промышленностью. На стадии проектирования показателям качества уделяется мало внимания, что иногда приводит к устареванию изделий еще до начала их производства. Поэтому особое значение имеет оценка качества продукции на стадии разработки изделия и при утверждении технического проекта, ибо качество закладывается именно здесь, а на всех последующих стадиях оно обеспечивается. Поэтому требуется четко определять показатели качества продукции как можно раньше, а затем уже в ходе разработки изделий контролировать их выполнение. Выбранные показатели, характеризующие качество, должны быть прогрессивными, количество их оптимальным, а методы определения малотрудоемкими и достоверными.
Разработке показателей качества продукции в последнее время уделяется много внимания. Особенностям и методам оценки качества продукции посвящены работы Азгальдова Г.Г., Бойцова В.В, Гамрат-Курека Л.И., Гличева А.В., Колегаева Р.Н., Львова Д.С, Шора Я.Б. Шухгальтера Л.Я. и многих других ученых. Указанные авторы внесли большой вклад в развитие квалиметрии. Для оценки качества продукции многих отраслей промышленности, в том числе электротехнической, предложены различные методики. В качестве метода оценки уровня качества продукции в большинстве случаев предлагается балльный метод, основанный на экспертных оценках. Основным недостатком этого метода являются субъективизм в оценке уровня качества, что делает его непригодным для прогнозирования, интегральной оценки качества аппаратов и получения однозначного ответа на вопрос о качестве машины.
Для получения такого однозначного ответа необходима научно-обоснованная и объективная оценка качества продукции с помощью экономико-математических методов. В силу конструктивных особенностей аппаратов низкого напряжения, качество которых характеризуется большим количеством показателей, возникает необходимость оценивать уровень их качества комплексным показателем с использованием экономико-математических методов.
Применение экономико-математических методов позволяет дать количественную характеристику связи показателей качества, обеспечивает строго математический подход к исследованию экономических и технических связей между показателями качества. В силу математической завершенности, количественной определенности характеристик и оценок экономико-математическая модель не только служит средством анализа предшествующих и существующих экономических данных, но и становится важным инструментом в процессе планирования и прогнозирования уровня качества исследуемых видов изделий.
Вопросы использования математических методов в оценке качества продукции рассматриваются в экономической литературе только в теоретическом плане, широкого практического применения они еще не нашли. В речи на Пленуме Щ КПСС 15 июня 1983 года тов. Ю.В. Андропов сказал: "Должен быть обеспечен новый, значительно более высокий уровень идейно-теоретической работы в области общественных и прежде всего экономических наук ... Необходим решительный поворот к реальным, практическим задачам, которые ставит жизнь перед нашим обществом". И далее: "Наука, к сожалению, еще не подсказала практике нужные, отвечающие принципам и условиям развитого социализма решения важных проблем. ... Прежде всего выбор наиболее надежных путей повышения эффективности производства, качества продукции, принципы научно обоснованного ценообразования" ц6 ] К Таким образом предложения по совершенствованию оценки уровня качества продукции на ранних стадиях проектирования с использованием экономико-математических методов являются актуальными и позволят обеспечить проектирование и производство высококачественной продукции.
Целью диссертационной работы является разработка методических рекомендаций по технико-экономической оценке уровня качества аппаратов низкого напряжения и их практическое использование при решении задач повышения качества продукции в подотрасли.
Использование предлагаемой методики повысит уровень объективности и достоверности при выборе оптимального варианта проектируемых АНН, сократит затраты труда и времени на проведение аттестаций уровня качества продукции и позволит применять ее на всех стадиях создания новой техники от выдачи технического задания на новую разработку до ее освоения в промышленном производстве.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
I) Андропов Ю.В. Речь на Пленуме Центрального Комитета КПСС
15 июня 1983 г. М., 1983 г. изучить номенклатуру АНН и выявить производственные и конструктивно-технологические их особенности ; провести анализ существующих методов оценки качества как в подотрасли НВА, так и в других отраслях машиностроения ; установить основные недостатки в оценке качества на всех стадиях жизненного цикла изделий и определить пути ее совершенствования ; обосновать необходимость разработки классификации единичных показателей качества АНН и разработать классификацию показателей качества, используемых на ранних стадиях проектирования АНН ; обосновать необходимость и возможность оценки технического уровня АНН на всех стадиях их жизненного цикла и разработать модели для определения комплексного показателя технического уровня проектируемых АНН ; выявить необходимость технико-экономической оценки уровня качества продукции и предложить показатель, позволяющий осуществлять комплексную оценку качества на ранних стадиях проектирования АНН; на основании статистических данных, имеющихся в подотрасли НВА, выявить зависимость повышения технического уровня изделий и экономического эффекта; определить экономическую эффективность использования предлагаемой методики оценки уровня качества АНН на ранних стадиях проектирования.
Предметом исследований явились методы и практика оценки качества изделий машиностроительной промышленности. В качестве объекта исследования выбраны аппараты низкого напряжения, выпускаемые отечественными заводами и странами СЭВ, составляющие большую часть в общем объеме выпуска продукции подот- расли НВА.
Так, объем производства автоматических выключателей в общем объеме выпуска АНН по стране составит 28%, контакторов переменного и постоянного тока до 14%, пускателей до 18% и т.д.
Полученные в ходе исследования данные могут широко использоваться для обобщения и выработки рекомендаций для всей подотрасли НВА, ибо выключатели, контакторы и пускатели являются наиболее представительными и характерными для подотрасли НВА изделиями.
Для указанных видов и типов изделий в работе были использованы статистические отчеты заводов подотрасли НВА, а также материалы аттестаций технического уровня и качества изделий АНН за последние 15 лет по этим заводам.
Диссертация посвящена рассмотрению вопросов, связанных с оценкой уровня качества продукции на ранних стадиях проектирования, с целью обеспечения выпуска высококачественных АНН на уровне лучших мировых образцов. Эффективность использования предлагаемой методики оценки качества продукции и определение народнохозяйственного эффекта, получаемого в результате эксплуатации продукции высокого качества, в работе не рассматриваются, т.к. это является предметом самостоятельного исследования.
Теоретической и методологической основой исследования послужили труды классиков марксизма-ленинизма, положения Программы КПСС, решения партийных съездов и пленумов ЦК КПСС, Постановления партии и правительства по вопросам повышения качества выпускаемой продукции и эффективности общественного производства.
В процессе выполнявшихся исследований в работе использовались экономико-математические методы, методы технико-экономического анализа и научного обобщения.
В диссертации использовались специальные литературные источники, периодические издания по вопросам организации управления и планирования качества, по стандартизации и качеству, изданные в СССР и за рубежом, материалы научно-практических конференций, посвященные вопросам оценки качества и передовому опыту. При разработке новой методики для выбора единичных показателей и метода комплексной оценки уровня качества аппаратов в работе использованы экономико-математические методы с применением теории многофакторной корреляции, методов распознавания образов с использованием ЭВМ, которые позволили выявить закономерности количественной и качественной взаимосвязи показателей качества и технического уровня, определить пути повышения эффективности и прогнозировать качество АНН. Расчеты выполнялись на ЭВМ EC-I020 и мМир-1м.
Предлагаемая новая методика оценки качества продукции и полученные результаты должны служить для разработки оргтехмеро-приятий по повышению качества как проектируемых, так и выпускаемых изделий, планирования и прогнозирования качества, морального стимулирования за повышение качества, для отчетности и информации по качеству.
Научная новизна работы заключается в том, что: разработаны основные принципы и методические положения классификации показателей качества аппаратов низкого напряжения; на базе экономико-математических методов создана методика выбора оптимального количества единичных показателей, характеризующих технический уровень аппаратов низкого напряжения; разработаны модели формирования комплексного показателя технического уровня проектируемых АНН ; предложен алгоритм расчета интегрального показателя качества АНН и показано его применение для решения вопроса о целесообразности разработки изделий.
Практическая ценность работы состоит в том, что применение предложений и разработок на предприятиях и объединениях подотрасли позволяет: объективно и достоверно оценить уровень качества аппаратов низкого напряжения на ранних стадиях их создания ; совершенствовать прогнозирование повышения уровня качества АНН ; выявить пути повышения экономической эффективности в производстве и эксплуатации за счет повышения качества выпускаемой продукции ; значительно сократить затраты времени и трудоемкость оценки уровня качества на ранних стадиях проектирования и экономить фонд заработной платы.
В конечном итоге результаты работы должны повысить уровень планирования качества и тем самым обеспечить более полное удовлетворение потребителей и повышение конкурентоспособности аппаратов на мировом рынке.
Результаты исследований были апробированы на ряде предприятий низковольтного аппаратостроения: Дивногорском заводе НВА, Харьковском электроаппаратном заводе, Молдавском ПО "Электроаппарат". Апробация показала, что предлагаемый метод значительно повысил достоверность и объективность оценки уровня качества АНН. Его использование способствует более оперативной выработке решений по оценке качества, укрепляет научную основу аттестации продукции поднимает ее на более высокий уровень, позволяет автоматизировать все стадии процесса оценки уровня качества АНН.
Основные результаты исследований докладывались на всесоюзных и республиканских конференциях, посвященных вопросам повышения качества и эффективности общественного производства в условиях научно-технического прогресса.
По результатам разработки опубликовано девять работ, отражающих основное содержание диссертации.
Технико-экономические аспекты качества
Для достижения высокого качества важное значение имеет правильное определение понятия качества продукции.
С философской точки зрения "качество - категория, отражающая важные стороны объективной действительности ... как бы ни изменялся предмет, но до поры до времени он остается именно этим, а не другим, качественно определенным предметом. Качественная определенность предметов и явлений есть то, что создает бесконечное многообразие мира. Качество есть существенная определенность предмета, оно связано с предметом как целым и не отделимо от него. Предмет не может, оставаясь самим собой, потерять свое качество" Ц93, с. 544J . "Качество есть определенность, определенность для себя ..." [3, с. 105J .
Теория познания дает качественное представление о предметах. Так, в философских работах В.И. Ленина "... качество и ощущение одно и то же ... Самым первым из первоначальных является ощущение, а в нем неизбежно и качество ..." ІЗ, с. 301 J .
В настоящее время существуют различные определения понятия качества. Одни авторы считают, что качество продукции - это степень (мера) удовлетворения конкретной потребности в фиксированных условиях потребления [ЗЗ, 58J .
В другом определении качество представлено как синтезирующая способность удовлетворять определенную потребность [28 J . Третьи утверждают, что под качеством продукции понимается совокупность ее полезных свойств [69 J . Сторонники четвертого определения предлагают учитывать всю совокупность свойств изделий
Приведенные выше определения качества продукции имеют существенный недостаток, так как строятся вне связи с философским содержанием качества. А все научные определения, в том числе и определение качества продукции, должны находиться в строгом соответствии с категориями материалистической диалектики.
Сущность философского положения о качестве состоит,во первых, в том, что качество предмета представляет собой определенное множество свойств, органически связанных между собой общим законом взаимодействия, и, во-вторых, в том, что всякое материальное тело имеет определенную совокупность свойств, поэтому качеством обладают все предметы материального мира.
Качество предмета определяется совокупностью таких его свойств, которые в комплексе позволяют точно и однозначно дать ответ на вопрос о том, какую конкретно потребность и, следовательно, при каких условиях эксплуатации данный предмет в состоянии удовлетворить. Такое толкование качества полностью совпадает с философским пониманием качества, которое определяется целостностью предмета, его внутренней определенностью и специфичностью. Поэтому для объективной и полной характеристики качества изделий нужно учитывать всю совокупность свойств, а не отдельные свойства. Это не противоречит требованию, что при формировании качества необходимо стремиться к преобладанию тех полезных свойств, которые обеспечивают высокую пригодность использования продукции в соответствии с ее назначением.
Экономическая наука в отличие от технических наук исследует не само потребление, а результат потребления той или иной потребительной стоимости. Потому нельзя смешивать качество с полезностью. Более высокое качество может быть достигнуто с большими затратами, тогда полезность вещи меньше, но качество не стало от этого хуже. При этом необходимо исходить из условия, что качество должно оцениваться только по отношению к конкретной потребности.
Анализ существующих определений показал, что наиболее полное и правильное определение качества продукции дает ГОСТ 15467-79 "Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения". "Качество продукции - совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением ..."
Качество продукции имеет различные аспекты - технический, социалогический, правовой, экономический и др.
Технический аспект качества проявляется в улучшении свойств изделия, что вызвано научно-техническим прогрессом и направлено на дальнейшее совершенствование техники.
Важнейшим техническим направлением повышения качества является улучшение эксплуатационных характеристик продукции. Достижение необходимого уровня этих показателей может быть осуществлено за счет применения рациональных конструктивных принципов, оптимальной компановки узлов и деталей и т.д. Проведение этих мероприятий приводит не только к достижению необходимого уровня проектируемых изделий, но и повышению их экономичности. Иногда конструкторы излишне усложняют конструкцию изделий, вводят в них большое количество трудоемких оригинальных деталей, мало используя преимущества унификации и возможности прогрессивной технологии их изготовления. Поэтому техническое совершенство изделий должно вестись на основании широкого использования унификации, прогрессивной технологии, с учетом повышения надежности их работы, чтобы не были сведены на нет высокие технические показатели, заложенные в проекте.
Анализ выпускаемой продукции низковольтного аппаратостроения
В настоящее время электрификация и автоматизация производственных процессов являются основными путями повышения производительности труда. В решениях ХХУІ съезда КПСС поставлена задача довести выработку электроэнергии в 1985 г. до 1550-1600 млрд. киловатт-часов. Вырабатываемая электрическая энергия должна быть распределена и доставлена потребителю, где она преобразуется и используется в технологических процессах. Электрические аппараты являются теми устройствами, которые обслуживают электроустановки на всех этапах производства, распределения и потребления электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства. Предметом исследования предлагаемой работы являются аппараты низкого напряжения (АНН), которые используются в установках на напряжения до 1000 В.
Низковольтная аппаратура широко используется в различных электрических установках. Все нарастающие темпы электрификации страны и автоматизации производства требуют увеличения количества аппаратов. Однако для удовлетворения растущей потребности необходимо непрерывно совершенствовать их качество: повышать уровень напряжения и тока, уменьшать габариты и массу, повышать быстродействие, надежность, ресурс.
Многообразие самих АНН и выполняемых ими функций, совмещение в одном аппарате нескольких функций не позволяют классифицировать их по какому-то одному признаку. Наиболее целесообразной представляется классификация по назначению - основной функции, выполняемой аппаратом. Тогда АНН можно разделить на следующие группы: коммутационные, основное назначение которых - включать и отключать электрические цепи ; сюда относятся различные типы выключателей и переключателей, рубильники и т.д. ; защитные, предназначенные для защиты электрических цепей и установок от токов короткого замыкания и перегрузок - это предохранители, автоматические выключатели и др. ; пускорегулирующие, основная функция которых - контроль заданных электрических и неэлектрических параметров ; сюда относятся контакторы, пускатели и др. ; контролирующие, основное назначение которых - контроль заданных электрических и неэлектрических параметров ; это реле, датчики и т.д. ; регулирующие, предназначенные для автоматического непрерывного регулирования заданного параметра электрической цепи для системы - реостаты, регуляторы и др. В зависимости от функций, выполняемых аппаратом, к нему предъявляются определенные требования по надежности и долговечности, что находит отражение в конструктивных и технологических особенностях аппарата и показателях, характеризующих его качество. Выявление конструктивных особенностей аппаратов является обязательншл условием при выборе единичных показателей качества, что особенно важно при оценке технического уровня на ранних стадиях проектирования. Одной из отличительных черт изделий низковольтного аппаратостроения является то, что это комплектующие изделия, входящие в состав различных механизмов и агрегатов, надежность работы которых зависит от качества АНН. При этом стоимость АНН в ряде случаев во много раз меньше стоимости самого агрегата. В основной массе - АНН неремонтируемые изделия, и рас 55 ходы на их эксплуатацию практически принимаются равными нулю. АНН не производят конечной продукции, поэтому не обладают обобщающими характеристиками других изделий машиностроения, такими как производительность или мощность. В связи с этим качество АНН может быть выражено с помощью совокупности важнейших параметров.
Низковольтное аппаратостроение - многономенклатурная подотрасль с серийным типом производства. Из всех видов АНН наиболее широко применяются коммутационные защитные и пускорегулирую-щие аппараты - они составляют основную часть общего объема выпускаемой продукции. В настоящее время начала развиваться унификация внутри серий, между сериями в группах одного назначения и между группами. В группу одного функционального назначения включаются низковольтные аппараты, выполняющие эти функции одинаковым образом. В свою очередь, многономенклатурность продукции и большое количество типоисполнений не позволяют провести расчеты, связанные с выбором показателей и оценкой уровня качества по всем изделиям. Поэтому для исследований оценки уровня качества в данной работе выбраны те, которые имеют самый большой удельный вес в серийном выпуске АНН, потребность в которых очень велика и требует разработки новых моделей. Выбранные типопредставители наиболее полно характеризовали всю группу аппаратов и учитывали возможность дальнейшей их модернизации.
Для исследования в качестве типопредставителей основными выбраны автоматические выключатели, которые составляют в общем выпуске продукции 25 - 28%, и контакторы, на долю которых приходится 12 - 1Ъ% выпуска. Поэтому все исследования предварительно велись для этих двух типов аппаратов, а затем аналогичным образом исследовались другие типы АНН.
В качестве типопредставителя по каждой группе выбираются аппараты общепромышленного назначения. Например, по автоматическим выключателям выбор типопредставителя осуществляется на основании анализа данных табл. 2.1 ; 2.2.
Из общей номенклатуры исключены выключатели, предназначенные для работы в бытовых электроустановках (АБ-25, АЕ-1000), так как их конструкция отличается от конструкции выключателей, предназначенных для промьшленных нужд. В расчет не приняты аппараты, снимаемые с производства в ближайшее время (ACT, АК-25), а также аппараты А-63, имеющие ограниченное применение. Перечисленные изделия составляют 8-9% общего объема выпуска автоматических выключателей.
Исследование взаимосвязей единичных показателей качества аппаратов низкого напряжения
Как было показано выше, балльная оценка технического уровня АНН не дает достоверных и объективных результатов. Использование экономико-математических методов значительно повышает объективность и достоверность оценки. Так как технический уровень и качество АНН невозможно оценить одним каким-то показателем, то, как уже отмечалось, оценка технического уровня АНН ведется комплексным методом на основании выбранных единичных показателей качества. Поэтому одним из основных этапов является правильный и обоснованный выбор единичных показателей, используемых при оценке технического уровня АНН на ранних стадиях проектирования. Для исследования единичных показателей качества и их влияния были использованы некоторые экономико-математические методы, такие как корреляционный и факторный анализ, методы планирования эксперимента и распознавания образов 5, 26, 67, 78 J . Анализ особенностей этих методов показал, что для решения поставленной задачи - выбора оптимального количества единичных показателей качества-из большой их совокупности,наиболее приемлем один из методов распознавания образов, связанный с выделением существенных признаков при построении линейных регрессионных моделей, среди которых особый интерес представляет метод "последовательных приближений" f78 J. Этот метод позволяет из всей совокупности единичных показателей, характеризующих технический уровень АНН,выделить наиболее существенные, при этом не наблюдается явление мультиколлинеарности, которое часто возникает при использовании других методов регрессионного и корреляционного анализа.
В комплексный показатель технического уровня входят выде ленные единичные показатели качества с учетом их коэффициентов весомости, которые устанавливаются уже не экспертным путем, а определяются методом "последовательных приближений" и построением модели зависимости комплексного показателя технического уровня от единичных показателей качества.
Из предварительного анализа особенностей АНН следует, что при оценке их технического уровня и качества необходимо использовать все группы единичных показателей, предложенные в "Методических указаниях по оценке технического уровня и качества промышленной продукции " ( 50-149-79) Однако при оценке технического уровня и качества АНН на ранних стадиях проектирования из-за отсутствия необходимой информации некоторые группы указанных показателей не учитываются (эстетические, экологические, безопасности и транспортабельности).
В работе все единичные показатели, характеризующие технический уровень АНН, предлагается разделить на две группы: показатели, общие для всех видов аппаратов, и показатели, характеризующие конкретный вид аппарата. Технический уровень, в свою очередь, определяется производственно-технологическими показателями, к которым отнесены показатели технологичности, стандартизации и унификации, и эксплуатационными, характеризующими назначение АНН и их надежность. Для всех видов аппаратов в производственно-технологическую группу входят одинаковые показатели. Состав эксплуатационных показателей меняется в зависимости от вида АНН.
Предлагаемая классификация единичных показателей качества, положенная в основу оценки технического уровня АНН на ранних стадиях проектирования,приведена в табл. 3.1.
Изучение конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей различных видов АНН позволило предварительно сократить количество единичных показателей качества, используемых Таблица 3.1 Классификация показателей технического уровня АНН
Эксплуатационные показатели (характеризующие конкретный вид АНН) Производственно-технологические показатели (общие для всех видов АНН)
Назначения Надежности и долговечности- Технологичности Стандартизации и унификации
к оЕн5SX SS о Предельная отключающая способность Допустимая частота включений Время срабатывания Коммутационная износостойкость я оУоftо Механическая износостойкость Сдельная материалоемкость Удельная трудоемкость Коэффициент применяемости при оценке технического уровня проектируемых изделий. Выбор показателей был произведен с учетом перспектив развития подотрасли до 1990 года (табл. 3.2). Структура выпуска аппаратов, выполненных с использованием новых конструктивных принципов, к общему выпуску следующая (в процентах): бесконтактные силовые аппараты (бездуговой коммутации) - 5 ; с использованием сочетания контактных элементов и полупроводниковых устройств - 23 ; с использованием вакуумных камер - I ; с использованием герконов - 17,3 ; ционные аппараты, а также аппараты с использованием герконов. Предварительный анализ единичных показателей качества, характеризующих технический уровень АНН, проводился, начиная с группы эксплуатационных показателей. Это объясняется тем, что именно показатели назначения и надежности в конечном итоге характеризуют качество работы аппаратов, а значит и всех устройств, в состав которых входят рассматриваемые АНН. Показатели назначения характеризуют технические эксплуатационные особенности каждого вида аппарата и типов его исполнения. В эту группу входит несколько показателей, которые являются общими для многих видов аппаратов. Например, универсальность конструкции, возможность присоединять алюминиевые провода, наличие дополнительных сборочных единиц и модуля по ширине, способ обслуживания аппарата. Все эти показатели не имеют физических единиц измерения и в настоящее время при оценке технического уровня АНН оцениваются в баллах. С учетом технического прогресса и перспектив развития подотрасли необходимость в использовании указанных показателей при оценке технического уровня и качества проектируемых АНН отпадает, так как данные показатели не характеризуют улучшение качества проектируемого изделия, а являются обязательными при создании аппаратов. Так, развитие унификации и технический прогресс привели к тому, что не только в перспективе, но частично уже и в настоящее время выпускаются и разрабатываются унифицированные серии аппаратов. Такие серии строятся на модульном исполнении. За основу берется один из основных типов исполнения, имеющий у потребителей наибольший спрос и составляющий 70-80 % общего промышленного выпуска. К такому аппарату с помощью штек-керов могут быть присоединены все необходимые дополнительные устройства, которые расширяют эксплуатационные возможности и позволяют использовать его в различных условиях. Кроме того, все разрабатываемые в настоящее время конструкции рассчитаны на возможность использования алюминиевых проводов. При разработке новых серий аппаратов используются параметрические ряды. Примером служат автоматические выключатели, рассчитанные на токи 10 ; 25 ; 60 ; 100 ; 160 ; 250; 400 ; 600 ; 800 ; 1000 ; 1600 А. Таким образом перечисленные выше показатели назначения характеризуют общие для основных видов АНН конструктивные особенности, не связанные с улучшением их эксплуатационных характеристик.
Все большее значение приобретают показатели, характеризующие габариты изделия, что объясняется необходимостью экономии материальных ресурсов в соответствии с постановлением Щ КПСС и Совета Министров СССР от 30 июня 1981 г. об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических ресурсов fUJ
Особо важное значение при оценке технического уровня АНН имеют специфические показатели надежности, как уже отмечалось, АНН - неремонтируемые изделия. Надежность этих аппаратов проявляется в износостойкости и долговечности и оценивается с помощью показателей механической и коммутационной износостойкости и срока службы.
Оценка технического уровня аппаратов низкого напряжения
Технический уровень и качество продукции формируется на этапе проектирования. Поэтому и оценка технического уровня проектируемых АНН должна стать основой повьшения качества и прогнозирования оптимального уровня.
Проведенный анализ единичных показателей качества, характеризующих технический уровень, и использование экономико-математических методов дали возможность прогнозировать технический уровень АНН и повысить объективность и достоверность его комплексной оценки по сравнению с балльной.
Qr.y. -(уг.у. Ао Как было показано выше, комплексная оценка технического уровня состоит из нескольких этапов. Весь процесс исследования и получения регрессионных зависимостей комплексного показателя технического уровня от относительных значений единичных показателей качества для различных видов АНН представлен на рис. 3.1. Форма связи между комплексными показателями технического уровня и относительными значениями единичных показателей качества предлагается линейная
В процессе исследований сравнивались результаты использования линейных и степенных зависимостей комплексного показателя технического уровня от относительных значений единичных показателей качества. Сравнение полученных данных показало, что относительная погрешность при использовании линейной зависимости составляет 3 - 6 %, а при степенной - 2 - 3 %% т.е. точность оценки с помощью линейных и нелинейных моделей практически одинакова, модели статистически надежны. Исходя из этого, предлагается использовать линейную форму связи между комплексным показателем технического уровня и относительными значениями единичных показателей качества АНН, которая отвечает предъявленным требованиям. Коэффициенты регрессии линейной модели показывают, на сколько изменяется значение комплексного показателя качества при изменении одного относительного значения единичного показателя качества на единицу при неизменных значениях всех остальных показателей. Полученные зависимости в дальнейшем могут быть использованы в предлагаемой форме для оценки технического уровня проектируемых АНН.
В предлагаемой блок-схеме расчетов (рис. 3.1) первые три пункта входят в этап выбора номенклатуры единичных показателей технического уровня. Четвертый и пятый пункты определяют этап сопоставления показателей качества проектируемого и базового изделий. Пункты с 6-го по 14-ый входят в этап формирования регрессионных моделей комплексного показателя технического уровня АНН и сравнения его с существующими нормативами.
Для исследований из всех выпускаемых заводами подотрасли типов АНН были выбраны 60 типов автоматических выключателей, 30 типов контакторов и по 20 типов остальных групп исследуемых в работе изделий. Это соответствует предъявленным требованиям достаточности по количеству/24, 29, 52 / при использовании методов регрессионного анализа. Для всех видов АНН из технических условий были взяты значения их единичных показателей качества.
Базой для сравнения являются перспективные образцы изделий, разработанные в подотрасли. Исходя из выбранной базы сравнения, для всех видов изделий по формулам (1.2) и (1.3) были определены относительные значения единичных показателей качества. Использование указанных формул показывает, что улучшение каждого из единичных показателей качества по сравнению с базовым соответствует значению (yi i . Тогда большее значение относительного показателя качества аппарата характеризует более высокий технический уровень сравниваемых изделий.
Относительные значения каждого единичного показателя качества для АНН одного вида представляют собой статистическую совокупность .
При построении регрессионной зависимости комплексного показателя технического уровня от относительных значений единичных показателей качества необходимо выполнить условие однородности совокупностей используемых показателей качества. Поэтому совокупности относительных значений единичных показателей качества были исследованы на ЭВМ на однородность с помощью критерия согласия Пирсона. Если эмпирическое распределение каждого из исследуемых показателей близко к теоретическому нормальному, это означает, что исследуемая совокупность относительных значений единичного показателя качества однородна, имеет достаточно наблюдений для того, чтобы отражать закономерность изменения показателя, и может быть обоснована методами регрессионного анализа [56J .
В приложении 2 приведены кривые распределения относительных значений единичных показателей качества, значения и вероятности согласия по Пирсону г (Y у . Все указанные величины получены на ЭВМ с посощью алгоритма, не требующего использования табличных данных.
Для оценки близости данного эмпирического распределения к нормальному, определяют по распределению Пирсона вероятность достижения Л данного значения . При вероятностях расхождения между теоретическими и эмпирическими частотами можно считать случайными /_ 25 J .
Из совокупностей исследуемых факторов были исключены значения, для которых наибольшие случайные отклонения от среднего значения по абсолютной величине превышали 36.
Для всех видов исследуемых аппаратов используемые совокупности единичных показателей качества однородны, кроме автоматических выключателей, которые были разделены на три группы: токоог-раничивающие, селективные и нормального быстродействия, что обеспечило достаточную однородность исходных показателей. Таким образом, все предварительно выбранные единичные показатели качества для указанных типов АНН были использованы для построения моделей комплексного показателя технического уровня.
Исходной информацией для построения моделей комплексного показателя технического уровня служили относительные значения единичных показателей качества и существующие в подотрасли усредненные статистические данные у С по оценке технического уровня исследуемых АНН.
Пример подготовки исходных данных приведен в приложении 3.
Выбор оптимального количества единичных показателей, используемых при оценке уровня качества АНН, производился на основании анализа точности полученной оценки качества аппаратов. Так, при использовании алгоритма "последовательных приближений" все несущественные и коррелированные между собой показатели исключаются из оценки. Выбранное количество единичных показате 103 лей дает оценку технического уровня АНН с погрешностью 3 - 6 %. Увеличение количества единичных показателей, включенных в комплексный показатель технического уровня, точность оценки практически не изменяет. Графически это представлено в виде корреляционной зависимости погрешности оценки 3 технического уровня АНН от количества единичных показателей Р\ (рис. 3.2). Исходя из требуемой точности, можно выбрать необходимое количество единичных показателей качества.
