CC BY
25
УДК 687.15
ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА СБАЛАНСИРОВАННОГО НЕПОЛНОБЛОЧНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
© 2013 г. Ю.С. Чернышева, В.А. Поваляева, В.А. Поваляев
Чернышева Юлия Станиславовна - ассистент, кафедра «Технология изделий из кожи, стандартизация и сертификация», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты. Е-таП: Julia_chem@mail.ru
Поваляева Виктория Александровна - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Технология изделий из кожи, стандартизация и сертификация» Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты. Тел: 8-928-125-29-15.
Поваляев Владимир Александрович - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Технология изделий из кожи, стандартизация и сертификация» Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты. Тел: 8-928-125-29-15.
Chernisheva Julia Stanislavovna - assistant, department «Technology of Leather Goods, Standardization and Certification», South-Russian State University of the Economy and Service, Shahty. E-mail: Julia_chern@mail.ru
Povalyaeva Victoria Aleksandrovna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Technology of Leather Goods, Standardization and Certification», South-Russian State University of the Economy and Service, Shahty. Ph. 8-928-125-29-15.
Povalyaev Vladimir Aleksandrovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Technology of Leather Goods, Standardization and Certification», South-Russian State University of the Economy and Service, Shahty. Ph. 8-928-125-29-15.
Рассмотрена возможность использования метода неполноблочного планирования для экспертной оценки качества специальных защитных костюмов для лакокрасочных производств.
Ключевые слова: качество; экспертная оценка; специальная одежда для лакокрасочных производств; сбалансированный неполноблочный план; дисперсионный анализ; критерий Фишера; отсеивающий эксперимент.
The possibility of using the method is not full-block planning for peer review of quality costumes for special protective coatings industry.
Keywords: quality; peer reviews; special clothes for paint shops; balanced nepolnoblochny plan; analysis of variance; Fisher's exact test; screening experiments.
Традиционные методы исследований связаны с экспериментами, которые требуют больших затрат, сил и средств, так как основаны на поочередном варьировании отдельных независимых переменных в условиях, когда остальные стремятся сохранить неизменными. Несмотря на значительный объем выполненных научно-исследовательских работ, из-за отсутствия реальной возможности изучить значительное число объектов исследования, как следствие, решения принимаются на основании информации, имеющей случайный характер. Таким образом, на практике часто возникает необходимость в отсеивающем эксперименте в условиях, когда все или некоторые из рассматриваемых факторов являются качественными. В таком случае целесообразно применять метод экспертной оценки, существенно облегчающий принятие оптимальных решений на различных стадиях научно-исследовательской работы.
При использовании математических методов планирования и анализа эксперимента исследования ведутся по определенному плану в несколько последовательных этапов. Применение сбалансированных неполноблочных планов для экспертной оценки является экономически оправданным, так как требует значительно меньших материальных
затрат, но при этом позволяет получить не менее точный результат [1].
Экспертная оценка качества специальной одежды для лакокрасочных производств с помощью сбалансированного неполноблочного плана осуществлялась с целью выявления образцов защитных костюмов, обеспечивающих максимальный уровень безопасности человека в условиях опасных и вредных производств.
Количество оцениваемых образцов костюмов было обусловлено применимостью данных моделей для эксплуатации в условиях лакокрасочных производств. В состав экспертной группы вошли три категории экспертов: потенциальные потребители спецодежды -аппаратчики «Таганрогского лакокрасочного завода «Радуга»»; преподаватели кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн» ФБГОУ ВПО «ЮРГУЭС»; сотрудники испытательной лаборатории, проводящей испытания с целью сертификации спецодежды на базе ФГУ «Ростовский ЦСМ». Общая численность всех экспертов составила 10 человек [2].
Экспертам было предложено оценить качество пяти специальных костюмов (табл. 1), причем каждый эксперт имел возможность оценить качество двух различных костюмов, а каждый костюм оценивали
четыре эксперта. В процессе оценки эксперты осматривали образцы специальных костюмов, знакомились с сопроводительной нормативно-технической документацией и результатами экспериментальных исследований свойств материалов, из которых изготовлены костюмы, после чего оценивали их качество по 10-балльной системе.
Неполноблочный план и полученные результаты экспертной оценки (у) приведены в табл. 2.
Обработка экспериментальных данных, полученных с использованием неполноблочных сбалансированных планов, осуществлялась согласно [2]. Результаты обработки результатов экспертной оценки защитных костюмов приведены в табл. 3 и табл. 4.
Таблица 1
Характеристика защитных костюмов для лакокрасочных производств [3, 4]
№ Комплектность Особенности конструкции Материалы
1 Комбинезон Комбинезон цельновыкроенный, линия кокетки переда расположена выше уровня груди на 15 см, а рельеф переда фигурной формы выходит из линии середины переда и доходит до линии горизонтального членения по низу передних частей половинок комбинезона Ткань «Томбой ФС» с «СН» и «Taslan 0//отап» с МВО
2 Куртка, брюки, головной убор Куртка с втачными одношовными рукавами, регулирующимися внизу за счет петель и пуговиц. Брюки с двумя внешними накладными карманами, застежкой в боковых швах, шлевками Ткань лавсановискозная, К-20
3 Комбинезон TYVEK® Classic Комбинезон цельновыкроенный по линии талии с горизонтальным членением по линии груди переда и спинки, кокетки переда и спинки цельновыкроенные с передней и локтевой частями рукава, с центральной застежкой молнией, с закрытой планкой Нетканый паропроницае-мый материала из полиэтиленовых волокон
4 Комбинезон, головной убор Комбинезон цельновыкроенный спереди, с центральной бортовой застежкой на пуговицы по борту и воротнике-стойке. На передних половинках брюк - накладные карманы Ткань хлопкополиэфирная «Дозор» с ВО
5 Куртка, брюки Куртка с центральной бортовой потайной застежкой, капюшоном, боковыми карманами, втачными рукавами. Брюки с усилительными накладками на передних половинках в области колен Ткань хлопкополиэфирная меланжевая «Горизонт» с К-50
Примечание: МВО - масло, водоотталкивающая пропитка; К-20, К-50 - кислотостойкие пропитки; СН - отделка «стирай-носи»; ВО - водоотталкивающая пропитка.
Таблица 2
Неполноблочный план и результаты экспертной оценки у )
Элементы (виды костюмов) Блоки (эксперты) Итоги (T)
Bi B2 B3 B4 В5 Вб В7 В8 В9 В10
а1 - 8 - 6 6 - - 7 - - 27
а2 - 4 5 - - 4 3 - - - 16
а3 10 - - 8 - 9 - - 9 - 36
а4 - - - - - 3 4 3 2 12
а5 5 - 4 - 1 - - - - 3 13
Итоги (B) 15 12 9 14 7 13 6 11 12 5 G = 104
B2j 225 144 81 196 49 169 36 121 144 25 10 £ Вj = 1190 1
Таблица 3
Результаты статистической обработки данных экспертной оценки
а, T B(i) Qt ю, т. T г г T2 Q,
а1 27 44 10 9 34,722 8,680 729 100
а2 16 40 -8 -8 9,136 2,284 256 64
а3 36 54 18 -4 32,568 8,142 1296 324
а4 12 34 -10 4 15,432 3,858 144 100
а5 13 36 -10 -1 12,142 3,035 169 100
Сумма 104 208 0 0 104 25,9 2594 688
Таблица 4
Результаты дисперсионного анализа
Источники дисперсии Сумма квадратов (SS) Число степеней свободы (/ Средний квадрат ^//)
Блоки (нескорректированные) SSб.н = 54,2 /ь = Ь - 1 = 9 Еь = 1,70
Блоки (скорректированные) SSб.с = 15,3 /ь = Ь - 1 = 9
Элементы (нескорректированные) SSэ.н = 107,7 /э= и -1 = 4 Еэ = 35,75
Элементы (скорректированные) SSэ.c = 143,03 /э= и - 1 = 4
Внутриблоковая ошибка SSош = 2,2 /ош= (иг+1) - (Ь+ и) = 6 Ее = 0,366
Итого ^общ = I25,2 N - 1 = 19
Величина В о представляет собой сумму итогов по тем блокам, в которых появляется элемент а, в данном случае это сумма четырех итогов по блокам (г = 4). Значения В({) учитывали при расчете величины Qi (внутриблоковых эффектов элементов), с помощью которых оценивается внутренняя информация по элементам:
Q1 = qTi - В(0 = 2Т - В(0.
После расчета значений Т, Вй, Qi оценивали скорректированные итоги по элементам Т" с учетом межблоковой и внутриболоковй информации:
T = T, + K
(1)
где Д - весовой коэффициент; юi - величина, которая обеспечивает учет блоковых эффектов.
Значения юi и Д для плана без повторных опытов рассчитывали по формулам:
юг = (и- д)Т - (и-1) £(0 + (д - 1)О ;
ц =
(b -1)(Eb - Ee)
о(q -l)(b -1)Eb + (o-q)(b -o)Ee
(2)
где Еь - средний квадрат для блоков, скорректированных от эффектов элементов; Ее - внутриблоковая ошибка.
с = 1Т.
Если Еь меньше Ее, то принимают Д = 0. В рас-
5
сматриваемом случае О = £Т = 104 . С учетом этого:
И = 3T - 4B(i) + G .
Проверка показала, что: = 0 .
1
Величины Еь и Ее, значения которых необходимы для определения Д, определяли после дисперсионного анализа (табл. 4).
При вычислении учитывались величины относительной внутриблоковой информации (фактор эффективности), определяемые из соотношения
E =
А q -1)
q(o -1)'
Суммы квадратов рассчитывались по следующим формулам:
SS6.H =
- Gl.
q r o
z Bl z q' zt2
SS6.c = +
q q rE r
zT2 G 2
SS, „ =---
rr
Ев' ЕQ'
SSom = ЕЕ Уу 2ТГ
i q q rE
G
2
^общ -ЕЕ yij - — '■ SSz
r и SS
E "б.с . e — " om
fb
f о
Согласно уравнению (2), Д = 0,858. Используя уравнение (1), определили значение Т" и вычислили средние значения оценок согласно:
грН
Т = т.
г
С помощью критерия Фишера проверяется гипотеза об отсутствии различия между элементами:
SS3.c -
Е(т;)2
GL
ги
E — SS3.c
/э
При установлении критерия Фишера учитывается величина скорректированной ошибки:
Ее = Ее [1 + (и-9)Д];
Ее = 0,366[1 + (5 - 2)0,858] = 1,30.
Расчетное значение критерия Фишера вычисляется по формуле:
F = Е
расч ■
^е
Табличное значение критерия Фишера в рассматриваемом случае равно 4,53, при /э= 5 - 1 =4 и /ш = = (иг+1) - (Ь+ и) = 6.
Оценка различия между двумя скорректированными итогами с учетом критерия осуществлялась по формуле
F -
расч
(T-Tili)2
2rE'
Сравнение показало, что элемент а1 значительно отличается от а2, а4, а5, но мало отличается от а3. С учетом значимости различий между элементами был составлен ранжированный ряд, позволяющий отобрать те элементы, которые, по мнению экспертов, заслуживают наибольшего внимания: а1 > а3 > а4 > а5 > а2. Таким образом, лучшим качеством характеризуются защитные костюмы, которые соответствуют элементам а1 и а3.
Защитный костюм, соответствующий элементу а3, изготовлен с использованием нетканого паропрони-цаемого материала на основе полиэтиленовых волокон и имеет ограниченный срок эксплуатации (предназначен для одноразового использования). Таким образом, для работы в условиях лакокрасочных производств целесообразно рекомендовать защитный костюм, соответствующий элементу а1.
Защитный костюм а1 выполнен из двух смесовых тканей: ткань «Томбой ФС» с масло-водоотталкивающей отделкой, ткань Taslan 0//отап с малоусадочной отделкой и отделкой «стирай-носи», с высокими прочностными характеристиками [4]. Распределение материалов верха в деталях конструкции, а также конструктивные и конструктивно-декоративные линии членения модели защитного костюма а1 соответствуют локализации воздействия опасных и вредных факторов лакокрасочных производств [5].
Таким образом, с помощью сбалансированного неполноблочного планирования удалось с минимальными затратами определить защитный костюм, обладающий высоким уровнем качества и полностью соответствующим реальным условиям эксплуатации на предприятиях лакокрасочной промышленности, что было подтверждено результатами производственной апробации на «Таганрогском лакокрасочном заводе "Радуга"».
Литература
1. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., 1965. 340 с.
2. Чернышева Ю.С. Разработка и исследование специальной защитной одежды для лакокрасочных производств с учетом локализации воздействия вредных факторов: дис. ... канд. техн. наук: Шахты, 2013. С. 149.
3. Патент на полезную модель 122851 RU, РФ, МПК А41 D 13/00 Защитный костюм для аппаратчика лакокрасочной промышленности/ Ю.С. Чернышева, В.А. По-валяева, С.В. Костромина. № 2012108918/12; заявл. 07.03.2012, опубл.20.12.2012, Бюл. №35.
4. Патент на полезную модель 125824 RU, РФ, МПК А41 D 13/00 Защитный костюм для грузчика лакокрасочной промышленности/ Ю.С. Чернышева, В.А. Пова-ляева, С.В. Костромина, В.А. Поваляев. № 2012141597; заявл. 28.09.2012, опубл.20.03.2013 Бюл. №8.
5. Чернышева Ю.С., Поваляева В.А. Поваляев В.А. Проектирование специальной одежды для рабочих лакокрасочных производств с учетом конкретных условий эксплуатации // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2012. № 6.
Поступила в редакцию
26 февраля 2013 г.
r
