Качество изделий: основные понятия

1. Качество изделий: основные понятия 1

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 1
Качество продукции – это совокупность свойств продукции,
обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные
потребности в соответствии с ее назначением.
Качество (ИСО) – совокупность характеристик объекта,
относящиеся к его способности удовлетворить установленные и
предполагаемые потребности.
Обеспечение качества (ИСО) – все планируемые и
систематически осуществляемые виды деятельности в рамках
системы качества, а также подтверждаемые (если это требуется),
необходимые для создания достаточной уверенности в том, что
объект будет выполнять требования к качеству.
Оценка качества (ИСО) – систематическая проверка, насколько
объект способен выполнять установленные требования.
Петля качества/спираль качества – концептуальная модель
взаимозависимых видов деятельности, влияющих на качество на
различных стадиях от определения потребностей до оценки их
удовлетворения.
1

2. Качество изделий: основные понятия 2

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 2
Качество изделия – понятие относительное и может быть оценено
количественно путем сравнения с однотипными (базовыми) изделиями
одинакового назначения.
Относительная характеристика качества продукции, основанная на ее
сравнении с соответствующей совокупностью базовых показателей,
называется уровнем качества продукции (ГОСТ).
Уровень качества (ИСО) – мера качества, выражаемая через такую
количественную величину, как доля годных изделий, процент дефектных
изделий, доли на миллион и т.д.
Обеспечение качества – совокупность планируемых и систематических
осуществляемых процессов, процедур, операций и отдельных мероприятий,
необходимых для сознания в том, что продукция удовлетворяет
определенным требованиям к качеству.
Управление качеством - методы и виды деятельности оперативного
характера, используемые для выполнения требований к качеству.
2

3. Основные понятия: продолжение 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: продолжение 1
Промышленная продукция (ГОСТ) – материализованный результат
процесса трудовой деятельности, обладающий полезными свойствами и
предназначенный для удовлетворения общественных и личных
потребностей.
Продукция (ИСО) – результат деятельности или процессов.
Величины, характеризующие свойства качества продукции, называют
показателями качества.
По характеру результатов оценки они могут быть
абсолютными, относительными или удельными.
Показатель качества продукции, характеризующий одно ее
свойство, называется единичным, два и более свойств – комплексным.
Критерием уровня качества продукции (эффективности) Q 0
может служить интегральный показатель качества, отражающий
соотношение полезного суммарного эффекта от эксплуатации и
суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию.
3

4. Основные понятия: продолжение 2

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: продолжение 2
Существует понятие оптимального качества. Оно
определяется из сопоставления затрат у изготовителя на
повышение качества с затратами на эксплуатацию
потребителем изделия более высокого качества:
Qи Qп Qн
где: Q – постоянные затраты на изготовление; Q –
переменные затраты на изготовление для обеспечения
уровня надежности P(t ) .
Затраты на эксплуатацию определяются по зависимости:
п
н
T
Q э Q 0 э
T0
а
где: Q – цена надежности базового варианта (аналога); T –
срок службы аналога; T - срок службы нового изделия; а 0,5...1,5
– эмпирический показатель, характеризующий уровень
прогрессивности конструкции и производства.
0
0
э
4

5. Основные понятия: продолжение 3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: продолжение 3
Если качество характеризовать вероятностью безотказной работы или
коэффициентом надежности P( t ) , где t – время работы машины, то зависимость
затрат на изготовление и эксплуатацию от коэффициента надежности будет
иметь вид, показанный на рисунке.
Нас интересует не управленческий, а технологический аспект
обеспечения и управления качеством продукции машиностроения.
Наиболее важными характеристиками качества изделия с точки
зрения технологии его изготовления являются точность и состояние
поверхностного слоя деталей.
5

6. Показатели качества изделий

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ
Признак классификации
1. По характеризуемым
свойствам
Группы показателей качества продукции
Показатели назначения
Показатели надежности (безотказности,
долговечности, ремонтопригодности,
сохраняемости)
Показатели экономичного использования
сырья, материалов, топлива, энергии
Показатели технологичности
Показатели транспортабельности
Показатели эргономичности
Показатели экологичности
Показатели безопасности
Показатели стандартизации и унификации
Показатели эстетичности
Показатели патентно-правовые
Показатели экономические
6

7. Показатели качества изделий: продолжение 1

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ: продолжение 1
Признак классификации
2. По способу выражения
3. По количеству
характеризуемых свойств
4. По применению для оценки
Группы показателей качества
продукции
Показатели, выраженные в натуральных
единицах (кг, м, баллы, безразмерные)
Показатели, выраженные в стоимостных
единицах
Единичные показатели
Комплексные показатели (групповые,
обобщенные, интегральные)
Базовые показатели
Относительные показатели
5. По стадии определения
значений показателей (стадии
ЖЦИ)
Прогнозируемые показатели
Проектные показатели
Производственные показатели
Эксплуатационные показатели
7

8. Показатели назначения и надежности-1

ПОКАЗАТЕЛИ НАЗНАЧЕНИЯ И НАДЕЖНОСТИ-1
1. Показатели назначения можно рассматривать по признакам:
классификационным (например, мощность двигателя, емкость ковша, передаточное
число редуктора, химический состав стали и т.п.);
функциональной и технической эффективности, которые характеризуют полезный
эффект от эксплуатации и прогрессивность технических решений;
конструктивным, характеризуемым основными проектно-конструкторскими
решениями;
состава и структуры материала (при оценке качества продукта).
2. Показатели надежности
Надежность – это свойство изделия сохранять в установленных пределах времени
значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в
заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения,
транспортирования и других действий (т.е. на всех стадиях ЖЦИ). Это комплексное свойство,
которое в зависимости от назначения и условий эксплуатации изделия может включать в
себя несколько показателей.
Чаще всего учитывают показатели безотказности, долговечности,
ремонтопригодности и сохраняемости.
Основное понятие теории надежности – отказ, т.е. событие, заключающееся в
нарушении работоспособности изделия, которое наступает либо внезапно, либо постепенно.
Работоспособность – это такое состояние изделия, при котором оно соответствует
всем установленным для него параметрам.
Безотказность – это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в
течение некоторого периода времени или некоторой на работки в определенных условиях
эксплуатации. К показателям безотказности относят вероятность безотказной работы,
среднюю наработку на отказ, интенсивность отказов, гамма-процентную наработку до отказа
8
и др.

9. Показатели назначения и надежности-2

ПОКАЗАТЕЛИ НАЗНАЧЕНИЯ И НАДЕЖНОСТИ-2
Наработка или срок службы до предельного регламентированного состояния
называется еще ресурсом или допустимым сроком службы. У «идеально»
сконструированной и изготовленной машины все детали должны иметь одинаковый срок
службы.
Закономерности изменения показателей качества изделия в процессе эксплуатации
изучает наука о надежности. Теоретической базой науки о надежности является
математическая статистика и теория вероятности, а также физика материалов, механика
разрушения твердых тел и др. Многие факторы, влияющие на надежность, носят, как правило,
случайный характер, поэтому показатели надежности изделия имеют вероятностную природу
и прогнозный характер.
Вероятность безотказной работы определяется коэффициентом надежности , который
характеризует вероятность того, что в интервале времени наработки не возникает отказа
изделия. Наиболее часто экспериментальные данные по безотказной работе
аппроксимируются выражением:
где: w t – параметр потока отказов, т.е. математическое ожидание количества отказов в
единицу времени (зависит от времени).
Коэффициент надежности изменяется в пределах от нуля до единицы.
Допустимое значение выбирается в зависимости от степени опасности отказа. Так, для
ответственных изделий авиационной, атомной, космической техники P t =0,99999 (Т –
время работы изделия).
9

10. Показатели надежности: продолжение 1

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ: продолжение 1
Зависимость коэффициента
надежности P(t) и коэффициента
времени работы до отказа F(t) от
продолжительности работы t
Долговечность – это свойство изделия сохранять работоспособность
до наступления предельного состояния, т.е. до отказа или повреждения
при соблюдении установленной системы технического обслуживания и
ремонта.
Ремонтопригодность – это свойство изделия, отражающее
приспособленность к поддержанию и восстановлению его
работоспособности путем обнаружения и устранения дефекта и
неисправности технической диагностикой, обслуживанием и ремонтом.10

11. Показатели надежности: продолжение 2

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ: продолжение 2
Сохраняемость – свойство изделия непрерывно сохранять значение
установленных показателей его качества в заданных пределах в течение
длительного хранения и транспортировки.
Комплексные показатели надежности: коэффициент готовности;
коэффициент технического использования; коэффициент оперативной
готовности; экономический показатель надежности.
Экономический показатель надежности представляет собой
безразмерный комплексный показатель качества, который находится по
сумме финансовых затрат для достижения заданного уровня надежности
где: З р – затраты на ремонт и техническое обслуживание; Зэ – затраты
на эксплуатацию (без ремонта); Сс – стоимость изделия, отнесенная на
произведенную за весь срок службы продукцию (работу).
11

12. Показатели экономичного использования сырья, материалов, топлива, энергии

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛОВ,
ТОПЛИВА, ЭНЕРГИИ
Коэффициент использования:
Ки
mп
mн
Ки 4
mд
mз
Коэффициент раскроя:
Кр
mз
mи . м
Расходный коэффициент:
К рас
m
1
н
К и mп
Выход продукта:
Кв
П
С
Коэффициент извлечения продукта из исходного сырья:
К ип
Вп
Вс
Показатель использования сырья и материалов:
П
mн
Х
12

13. Показатели технологичности-1

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-1
Технологичность конструкции – это совокупность свойств
конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимизации затрат
труда, материальных и финансовых средств, времени и других ресурсов
при технологической подготовке производства, изготовлении,
эксплуатации и ремонте.
Различают технологичность на стадиях проектирования и
конструирования, производственную технологичность,
эксплуатационную технологичность, технологичность обслуживания и
ремонта (на стадиях ЖЦИ).
Трудоемкость определяет количество труда, затрачиваемого на
изготовление единицы продукции (или выполнение единицы работы).
Необходимо различать следующие разновидности трудоемкости,
используемые при обосновании или анализе технологичности
конструкций новых изделий: общую, структурную, удельную и
относительную.
Общая трудоемкость характеризует суммарные затраты труда на
изготовление единицы продукции.
13

14. Показатели технологичности-2

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-2
С помощью структурной трудоемкости определяют затраты труда
по профессиям или по цехам предприятия, например, токарей,
литейщиков, сварщиков и т.д.
Удельную трудоемкость рассчитывают как отношение общей
трудоемкости к одному из показателей назначения машины, например, к
массе, к вместимости ковша экскаватора, длине ленточного конвейера и
т.д.
Относительной трудоемкостью является также отношение
трудоемкости проектируемого изделия к принятой для сравнения
трудоемкости.
Технологичность конструкции по трудоемкости изготовления
оценивается коэффициентом трудоемкости:
14

15. Показатели технологичности-3

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-3
Себестоимость продукции представляет собой выраженные в
денежной форме текущие затраты предприятия на производство и
реализацию продукции, выполнение работ или оказание услуг.
Технологическая сопряжена с текущими затратами материалов и на
з/плату.
Цеховая представляет собой затраты цеха, связанные с
производством продукции.
Производственная помимо затрат цехов включает
общепроизводственные и общехозяйственные расходы.
Полная отражает все затраты на производство и реализацию
продукции, слагается из производственной себестоимости и
внепроизводственных расходов (расходы на тару и упаковку,
транспортировку продукции, складирование и прочие расходы).
Коэффициент технологической себестоимости:
15

16. Показатели технологичности-4

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-4
С помощью материалоемкости определяют количество
конструкционных материалов, необходимых для создания и применения
изделия с учетом его конструктивных особенностей, проявляемых в
сфере производства, эксплуатации и ремонта.
Общая материалоемкость характеризует суммарные затраты
материалов на изделие, причем их находят двумя способами: по общей
массе машины (за вычетом массы комплектующих изделий) и по массе
материалов, израсходованных на производство, эксплуатацию и ремонт
машины, включая все виды отходов и потерь.
Структурная материалоемкость характеризует затраты
отдельных видов материалов, удельная – затраты материалов на один из
показателей назначения машины, относительная – рассчитывается по
отношению к аналогичному показателю, принятому для сравнения.
Энергоемкость характеризует затраты энергии на единицу
продукции, выраженные в киловатт-часах или других единицах.
Показатели энергоемкости также имеют разновидности, как
трудоемкость и материалоемкость. Однако они используются
значительно реже – только при обосновании и анализе технологичности в
энергоемких производствах.
16

17. Показатели технологичности-5

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-5
Блочность (сборность) изделия характеризует трудоемкость ее
монтажа.
Коэффициент блочности:
Показатели стандартизации и унификации позволяют
определить степень конструктивного единообразия проектируемой
или изготовляемой машин.
Коэффициент применяемости:
Коэффициент повторяемости характеризует среднее число
составных частей, приходящееся на один типоразмер, и определяется
по формуле:
17

18. Показатели технологичности-6

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ-6
Коэффициент насыщенности изделия повторяющимися
составными частями вычисляется по формуле:
Коэффициент унификации группы изделий определяется
следующим образом:
где m – число изделий в группе; k пр – коэффициент применяемости для
i-ro изделия; Di – годовая программа для -го изделия; Si – оптовая
цена, а в отдельных случаях себестоимость i-го изделия.
18

19. Показатели транспортабельности

ПОКАЗАТЕЛИ ТРАНСПОРТАБЕЛЬНОСТИ
Показатели транспортабельности характеризуют
приспособленность изделия к транспортированию, а также к
подготовительным и заключительным операциям, связанным с
транспортированием (упаковкой, погрузкой, креплением, разгрузкой,
распаковкой, сборкой, установкой на рабочее место т.п.).
Эти показатели выбираются и оцениваются применительно к
конкретному виду транспорта (автомобильный, железнодорожный,
водный, воздушный, смешанный). Основными показателями являются
стоимостные. Они учитывают материальные и трудовые затраты,
квалификацию и количество людей на все операции, связанные с
транспортированием.
Основными показателями транспортабельности являются:
средняя трудоемкость подготовки одного изделия к
транспортированию;
средняя стоимость подготовительных операций;
средняя стоимость перевозки одного изделия на 1 км определенным
видов транспорта или транспортных средств;
средняя трудоемкость или стоимость разгрузки и других
заключительных операций.
19

20. Показатели эргономичности

ПОКАЗАТЕЛИ ЭРГОНОМИЧНОСТИ
Эргономика – это наука, изучающая функциональные возможности человека
(или группы людей) и его (их) деятельность в условиях современного производства
с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда. Эргономические
показатели характеризуют машину с точки зрения приспособленности к
антропологическим, биомеханическим, физиологическим, психологическим
свойствам человека в производственном процессе.
Они делятся на 4 группы:
гигиенические и биомеханические (освещенность, температура, влажность,
излучение, шум, токсичность, вибрации, запыленность, напряженность
магнитного и электрического поля, перегрузки от ускорений и др.);
антропологические, определяющие соответствие изделия размерам, форме,
весу человека, работающего с этим изделием;
физиологические, отражающие соответствие конструкции изделия силовым,
зрительным, слуховым, осязательным и другим возможностям человека;
психологические, характеризующие соответствие изделия психологическим
особенностям людей соответствующих профессий, отраженных в инженернопсихологических требованиях и требованиях психологии труда.
Количественным комплексным показателем эргономичности может служить
коэффициент условий труда КУТ , который находится как произведение
коэффициентов изменения производительности труда П1 , П2 ,..., Пn
при изменении соответствующих характеристик эргономичности изделия (1-й, 2-й,
..., n-ой): КУТ П1 П2 ,..., Пn
20

21. Показатели экологичности-1

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОЛОГИЧНОСТИ-1
Экология – это наука, изучающая условия существования живых
существ и взаимоотношения их со средой обитания. Экологические
показатели характеризуют уровень вредных воздействий технического
изделия на окружающую среду в процессе эксплуатации. Они разделяются
на подгруппы по влиянию техники на атмосферу, гидросферу, землю,
живые организмы и т.д.
Все экологические показатели можно объединить в 3 группы:
связанные с использованием материальных ресурсов природы;
связанные с использованием природных энергетических ресурсов;
связанные с загрязнением окружающей среды.
Экологические показатели качества новой техники находят как
отношение уровня фактического воздействия на природную среду к
предельно допустимому значению.
Сумма величин относительных экологических показателей качества не
должна быть больше единицы. Показатели загрязненности окружающей
среды могут оцениваться в абсолютных, относительных единицах и в
деньгах (ущерб от загрязнения).
21

22. Показатели экологичности-2

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОЛОГИЧНОСТИ-2
Например, широко используемым показателем загрязненности является
объем отходов и выбросов. Выбросом считается кратковременное поступление в
окружающую среду загрязняющих веществ.
Они делятся на:
аварийные;
приведенные - сумма всех выбросов в данное пространство в установленную
единицу времени;
технически допустимые (ТДВ);
биологически допустимые (БДВ);
предельно допустимые (ПДВ), предельная концентрация которых не должна
превышать предельно допустимую (ПДК);
экономически допустимые (ЭДВ), т.е. количество выбросов, при котором
ущерб от загрязнения среды меньше расходов на предотвращение загрязнения;
эколого-социально-экономически допустимые, обеспечивающие
минимальный ущерб в социальной и экономической сферах.
Как правило, нормы последней категории выбросов согласуются
соответствующими организациями на короткое время. Обобщенными
показателями экологичности техники являются:
минимальные затраты на производство техники и её эксплуатацию с учетом
ущерба окружающей среде;
коэффициент степени чистоты (как отдельный показатель, влияющий на
минимальные затраты).
22

23. Показатели безопасности

ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОПАСНОСТИ
Показатели безопасности (обслуживающего персонала, пассажиров,
окружающей среды) при хранении, эксплуатации, утилизации.
К ним можно отнести следующие показатели:
вероятность безопасной работы человека в течение определённого
времени;
коэффициент безопасности;
время срабатывания сигнала или защитного устройства;
противление изоляции и электрическая прочность токоведущих
цепей.
Для конкретных изделий с учетом специфики их работы
устанавливается номенклатура своих показателей безопасности
(например, радиационная безопасность для атомных энергоустановок).
Существует система международных и государственных стандартов по
безопасности (ССБТ).
Для оценки безопасности технического изделия определяют
показатели, которые непосредственно характеризуют условия труда
человека с изделием (величина загазованности, запыленности, уровень
шума, частота и тяжесть травматизма и др.) Устанавливается
экономический ущерб от опасных условий труда с изделием.
23

24. Показатели стандартизации и унификации

ПОКАЗАТЕЛИ СТАНДАРТИЗАЦИИ И УНИФИКАЦИИ
Основным принципом стандартизации технического
изделия является использование предпочтительных чисел, т.е.
при выборе параметров показателей качества изделий
необходимо пользоваться определенным рядом числовых
значений.
Унификация – это рациональное объединение элементов с
целью сокращения числа объектов (размеров, параметров,
геометрических элементов, деталей, сборочных единиц,
агрегатов, приборов, машин и др.) одинакового назначения в
изделии.
Уровень унификации имеет оптимум (по критерию
экономических показателей).
С учетом производства и эксплуатации оптимальное значение
равно 0,6...0,7.
При определении коэффициента унификации учитываются
только основные детали и узлы изделия.
24

25. Эстетические, патентно-правовые показатели

ЭСТЕТИЧЕСКИЕ, ПАТЕНТНО-ПРАВОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Эстетические показатели
К ним относятся информационная выразительность,
рациональность формы, целостность композиции, совершенство
производственного исполнения, стабильность товарного вида
изделия.
Патентно-правовые показатели (патентной защиты и
патентной чистоты).
Для оценки патентно-правового уровня защиты изделия
используют показатели защиты внутри страны и за рубежом.
Изделие, не обладающее патентной чистотой, не может считаться
изделием высокого технического уровня.
25

26. экономические показатели

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Экономический (интегральный) показатель качества изделия,
рассчитываемый как:
где: Э – полезный экономический эффект за время эксплуатации (Т,
больше года); Ен – нормативный коэффициент окупаемости капитальных
вложений; Зэ – затраты на эксплуатацию; Зут – затраты на снятие с
эксплуатации и утилизацию.
Итоговый (комплексный) показатель технического уровня
изделия определяется как сумма обобщенных показателей качества
рассмотренных групп с учетом коэффициентов весомости:
где: Bi – коэффициент весомости i-ro показателя качества; N – число
групп показателей качества; Кгрi - обобщенный показатель качества 1-й
группы; K i – средневзвешенный арифметический показатель качества.
26