CC BY
0
УДК 658.56
Б01: 10.24412/2071 -6168-2024-3-471 -472
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УРОВНЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗЦОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Д.В. Усачев, И.Н. Чепко
Данная статья посвящена разработке методики оценки уровня качества образцов авиационной техники. С этой целью к методике предъявляются требования, которым она должна удовлетворять. В работе представлен общий алгоритм проведения оценки уровня качества образцов авиационной техники и его описание. Алгоритм представляет собой последовательность проводимой оценки с возможностью выбора методов расчета приведенных показателей качества и учета влияния внешних факторов. Показатели качества и внешние факторы приводятся к единой критериальной шкале для того чтобы рассчитать обобщенный показатель качества. На основании рассчитанного значения обобщенного показателя качества делается вывод о качестве образца, и предлагаются пути его повышения с учетом критерия оптимизации.
Ключевые слова: оценка уровня качества, образец авиационной техники, экспертный метод, показатель качества, коэффициент весомости.
В настоящее время в условиях рыночной экономики одной из ключевых проблем является выживание и стабильное функционирование организаций и предприятий авиационной отрасли. В сложившейся ситуации основным и существенным аспектом является необходимость выпуска высококачественной продукции. Высокое качество, конкурентоспособность и инновационность производимой авиационными предприятиями продукции, позволяют им занимать лидирующие позиции как на внутреннем, так и на мировом рынках. Для достижения лучшего качества необходимо организовать его управление, включающее планирование, контроль и поощрение улучшения качества в установленных сроках и пределах. Помимо этого, информация о качестве должна быть численно выражена, что делает ее более удобной для использования в современных системах управления. Количественное (числовое) выражение одного из свойств качества образца авиационной техники (АТ) называется показателем качества этого свойства.
Вопросами количественной оценки уровня качества продукции занимается научная дисциплина - квали-метрия. Одной из практических задач квалиметрии является разработка методов, принципов и методик оценки уровня качества продукции с целью обеспечения наглядности, и возможности сравнения результатов оценки.
При выборе методов, способов и процедур оценивания любого образца АТ необходимо учитывать, что он является сложной технической системой, на которую влияют различные внешние факторы. Так как управление качеством образца АТ осуществляется на всех стадиях жизненного цикла (СЖЗ), за исключением его утилизации, то необходимо определить наиболее значимую стадию жизненного цикла. Правильный выбор стадии жизненного цикла на которой будет производиться оценка уровня качества образца АТ позволит оптимизировать суммарные затраты по всем СЖЗ.
Существует правило десятикратных затрат, основанное на примерной статистике соотношения затрат на исправление дефектов в зависимости от времени их обнаружения [1]. Оно гласит, что расходы на модификацию и модернизацию продукции на этапах производства и использования значительно превышают средства, которые могли бы быть затрачены на подобные мероприятия на более ранних этапах жизненного цикла. [2]. Это правило демонстрирует, насколько важно тщательно контролировать и управлять качеством на ранних стадиях жизненного цикла (рис. 1). Оно показывает производителю, что необходимо инвестировать в качественное исследование и разработку, а также в улучшение производственных процессов, чтобы избежать потерь и негативного влияния на репутацию и прибыльность компании. Исходя из вышесказанного и анализа стадий жизненного цикла отраженных в ГОСТ Р 58849-2020 "Авиационная техника гражданского назначения. Порядок создания. Основные положения", очевидно, что оценку уровня качества образцов АТ будет целесообразно проводить на стадии проектирования этапе формирования технического задания на опытно--конструкторские работы.
Затраты на один
дефект
О.Исследо - 1 .Проекта - 2.Освоение 3.Испытания т кСерннное 5.Эксплуа
вания рование производства сертификация пронзв-во ТсШНЯ
Рис. 1. Стоимость затрат на один дефект на стадиях жизненного цикла
Таким образом, создание методики оценки уровня качества образцов АТ требует комплексного подхода, анализа всех ее характеристик и учета влияния внешних факторов. Это позволит определить степень соответствия техники требованиям и оценить ее общую эффективность в процессе эксплуатации.
Приступая к разработке методики, необходимо четко определить предъявляемые к ней требования. К методике оценки уровня качества образцов АТ можно сформулировать следующие требования:
- должны быть однозначно сформулированы цели, предмет и область применения методики;
- учет всей доступной номенклатуры показателей качества и возможность выборки из нее наиболее важных и влияющих на качество;
Предотвращение дефектов <' Обнаружение дефез
-N-
Подготовка и освоение производства,
испытания и сертификация
Серийное производство/ и эксплуатаци
Необнаруженный дефект приводит к затратам на устранение дефекта, увеличивающимся в каждой
_степени в десять раз
Исследования в обеспечение создания образца АТ и проектирование - 10
- доступная иерархическая структуризация исследуемои системы с установлением между элементами (показателями качества) системы как сильных (вертикальных), так и слабых (горизонтальных или диагональных) связей;
- использование при оценке уровня качества образца АТ всей доступной информации, которая может быть детерминированной, расчетной или экспертной;
- необходимо учитывать, что показатели качества и внешние факторы, влияющие на качество образца АТ, имеют разную размерность или вообще безразмерны;
- возможность рассмотрения изменения показателей качества и внешних факторов во времени, что позволит оптимизировать структуру открытой сложной системы;
- приведение всех показателей качества к единой критериальной шкале, позволяющей в дальнейшем судить об уровне качества образца АТ;
- возможность нормировки показателей качества, таким образом, чтобы диапазон возможных значений лежал на интервале от 0 до 1, причем, чем ближе к 1, тем ближе полученное значение к базовому значению показателя качества, и равно 1 при их совпадении [3];
- внешние факторы должны быть приведены к безразмерным единицам с целью возможности учета их влияния на показатели качества, диапазон значений которых лежит от 0 до 1;
- проведение качественной (балльно-вербальной) и количественной оценки любого показателя в рамках построенной под заданную цель (задачу) модели (структуризации) открытой сложной системы;
- возможность задания весовых коэффициентов, отражающих важность данного показателя по сравнению
с другими;
- применение научных методов и приемов, позволяющих получать достоверные результаты исследования.
Учитывая данные требования, представим алгоритм оценки уровня качества образцов авиационной техники на рис. 2.
Воздействие фактор
Рис. 2. Алгоритм оценки уровня качества образцов авиационной техники
Объектом исследования является образец АТ, рассматривающийся в виде открытой сложной системы на стадии разработки этапе формирования технического задания на проведение опытно-конструкторских работ.
Для образца АТ строится дерево свойств, представляющее собой иерархическую структуру. Совокупность этих свойств характеризует качество образца АТ (обобщенный показатель качества). Структура дерева свойств образца АТ представлена на рис. 3.
Оообщеннын показатель качества а АТ
Показатель О
1.1 Летне- -■- 1.3 1.«
технические жеплуатационно конструктивные Комфортабельности
-Т РМНИУР^ НИР
харак-ки параметры самолета
1.5
Экологические показатели
показатели
1.11
' 1 1Г ' >* 1ДЗ Р*жад топлчн
^иввмто- 1,2.2 Эксллу«
скорссп**
технологи.
1.2.3
.....Зж^
1.6 1.7 Покантедн 18
Эргономические- стандартизации Экономические и унификации параметры
Урми.,, ■ /ЩУ«1" тё.
»5Ш 1^,2Уйм |ас£5£Г' ЯЙЕГ
Ц 3 ур.
Показатели 4 ур.
Рис. 3. Дерево свойств образцов авиационной техники
Разделение свойств (показателей) образца авиационной техники на несколько иерархических уровней является важным процессом, позволяющим более полно и систематически описать, и классифицировать его качество, выраженное в обобщенном показателе. Иерархические уровни -участки дерева, заключенные между двумя соседними горизонтальными плоскостям. Уровни нумеруются от 0 до п-го. На первом уровне иерархии выделены общие свойства образца авиационной техники. На последнем 4-ом уровне находятся только простые и квазипростые свойства (показатели). Такое разделение свойств образца авиационной техники на иерархические уровни помогает упорядочить информацию о свойствах, определяющих его качество, облегчает её анализ и сравнение.
Для определения номенклатуры показателей качества образцов АТ применяется метод опроса, являющейся одним из методов экспертных оценок. Свойства образца АТ представленные в дереве свойств заносятся в таблицу. Она представляет собой опросный лист для выставления мнения экспертов по каждому показателю качества.
Сортировка показателей качества образца АТ в таблице производится в соответствии с нумерацией, представленной в дереве свойств. В первую очередь записывается показатель качества более высокого уровня, который далее раскладывается по показатели более низкого уровня и т.д. Мнение эксперта (положительно «+» или отрицательное «-») об учете показателя качества в оценке производится с показателей более высоких уровней. Пример опросного листва мнения экспертов об показателях качества представлен в таблице 1.
Таблица 1
Пример опросного листа мнения экспертов для выбора показателей качества _
№ п.п. Наименование показателя Результаты опроса экспертов Сумма баллов Решение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.1 Летно-тактические характеристики + + + + + + + + + + 10 положительное
1.1.1 Весовые показатели + - + + - + - + + + 7 отрицательное
1.1.2 Высотно-скоростные показателя
Для того, что учитывать показатель качества в оценке уровня качества образца АТ не менее 80% экспертов должны высказаться положительно по этому показателю. Выбор показателей качества экспертами производится с учетом показателей заданных в техническом задании на опытно--конструкторские работы.
На следующем этапе оценки производится формирование группы аналогов. В данном случае аналогами считаются образцы АТ отечественного или зарубежного производства, которые схожи с исследуемым образцом по функциональному назначению и условиям эксплуатации.
Значения показателей качества зарубежных аналогов берутся из каталогов, справочников, международных стандартов, а для отечественных - из технических заданий, технических условий, актов экспертных комиссий. Также они могут быть взяты из любых достоверных источников информации.
Среди группы аналогов выделяются базовые образцы. Они определяются методом попарного сопоставления из группы аналогов по значениям оцениваемых показателей качества. При применении этого метода образцы АТ сравниваются попарно, и из них определяется наиболее важный. Количество пар сравнения рассчитывается по формуле 1.
N = п • (п —1) , (1)
2
где: п - количество исследуемых объектов экспертизы.
Эксперты анализирует образцы адаптивным тестированием и определяет более предпочтительный. Иногда образцы АТ могут быть эквивалентными. Для систематизации и упорядочивания результатов сравнения целесообразно использовать матрицы.
Путем сравнения друг с другом выбираются только те аналоги, которые превосходят все остальные по основным оценочным критериям. Эти аналоги называются базовыми образцами.
Лучшие (максимальные или минимальные) значения показателей качества базовых образцов АТ заносятся в отдельную сравнительную таблицу 2 с показателями качества исследуемого образца АТ. Те показатели качества значения, которых невозможно выразить числовым значением будут оцениваться экспертным методом.
Таблица 2
Пример сравнительной таблицы__
№ п.п. Наименование показателя качества, единица измерения Значение показателя качества базового образца АТ Значение показателя качества оцениваемого образца АТ
1 Практический потолок, м 12600 12200
Для расчета обобщенного показателя уровня качества образца АТ появляется необходимость приведения всех показателей к единой критериальной шкале: 0<показатель качества<1. Критериальная шкала оценки показателей качества представлена в таблице 3.
Критериальная шкала оценки показателей качества образцов АТ
Таблица 3
Значение ПК
Вербальная характеристика оценки ПК
Качественная характеристика показателей
0,8 < ПК < 1,0
Превосходный (П) уровень качества
Превосходит самые лучшие зарубежные аналоги и соответствует международным стандартам._
0,6 < ПК< 0,8
Средний (С) уровень качества
Соответствует высочайшим мировым стандартам и требованиям.
0,4 < ПК < 0,6
Удовлетворительный (У) уровень качества
Соответствует потребностям потребителя, но не достигает мировых стандартов.
0,2 < ПК < 0,4
Низкий уровень качества
Морально устаревший образец, но еще пользуется спросом и поэтому не снят с производства._
0 < ПК < 0,2
Некачественное (бракуемое) состояние
Не соответствует требованиям стандартов и техническим условиям.
Для определения уровня качества оцениваемого образца АТ необходимо привести имеющиеся данные о различных показателях и базовых значениях к сопоставимым значениям. Таким образом, можно получить искомую информацию об уровне качества образца.
Процедура приведения качественных показателей различных образцов АТ к общему виду включает в себя математические действия и преобразование показателей в безразмерные значения. Эти действия называются нормализацией (приведением) показателей качества.
Выбор метода расчета нормализованного (приведенного) значения показателя качества будет зависеть:
- имеется ли в техническом задании или в других достоверных источниках значения показателей качества оцениваемого образца АТ.
- имеются ли значения показателей качества базовых образцов в справочниках, каталогах, технических заданиях, международных стандартах, и в других достоверных источниках.
Если имеются численные значения показателей качества оцениваемого образца и базовых образцов, то расчет приведенного значения показателя качества будет проводиться по формуле 2.
— 1 — 1 — Рбба 1 (2)
4 Р '
,бба
где: Р1оц- значение 1-го показателя качества оцениваемого образца АТ; Р1баз - значение 1-го показателя качества базового образца АТ.
Если численное значение показателя качества образца АТ не определено (не задано), то расчет приведенного показателя качества проводится экспертным методом. Для определения показателей качества не имеющих числовых характеристик предлагается воспользоваться методом опроса экспертов. Суть этого метода заключается в том, что каждый эксперт в соответствии с заданной критериальной шкалой (Таблица 3) будет выставлять свою оценку в диапазоне от 0 до 1. Далее значение каждого показателя качества рассчитывается как среднеарифметическое значение выставленных оценок экспертов по формуле 3.
X
ч, — ^' (3)
п
где: хц - оценка, выставленная , - ым экспертом 1-му показателю; п - количество экспертов.
Для анализа влияния внешних факторов на показатели качества образцов авиационной техники первого уровня строится диаграмма Исикавы (рис. 4). Диаграмма Исикавы позволяет методом мозгового штурма графически отобразить влияние внешних факторов на качество образца АТ.
Международные
Технологические
Рыночные
Экономические
Уровень ^ Емкость
иштвгышм пии^к
Политические
^__решения
картелей инвесторов _Уровень _Рыночная
Решения междунар. V* решения \ инноваций рынка
технол. развит. новнчна -4 Слабое
Расходы бизнеса \ ИсрсРСТИВШОТЬ Д Инфляция-* финансирование
яаНИОКР Рынка
Валютные
Перспективы _ Стабильность колебания *
измен. технолог. рынка
Качество АТ
Условии_ / Коннуретосноеобносп. Административные I_
щш, Ч вакш.вшрт.рнн^ б«иш 7
Емкость Политическая_^¡4-- решения
Социально-психологичсскис ^. рынка / стабильность
отношения Квалификация Однородность Лояльность
сотрудника /* рынка властей
; Легкость доступа на рынок
Социальные
Конкурентные
Политические
Рис. 4. Диаграмма Исикавы влияния внешних факторов на качество образца авиационной техники
С целью учета влияния внешних факторов на показатели качества образцов АТ первого уровня необходимо их привести к единой кретириальнойшкале. При расчете внешних факторов для каждого из них экспертами выставляются:
1. Степень влияния фактора по пятибалльной шкале (задается экспертом в диапазоне от 1 до 5).
2. Вероятность наступления события по пятибалльной шкале (задается экспертом в диапазоне от 1 до 5).
3. Направленность влияния (отрицательное влияние -1, положительное влияние +1). Степень влияния внешнего фактора определяется по формуле 4.
п
X (п • Р> • к)
Р. — -, (4)
' 1000•5
где: Б - количество экспертов, участвующих в опросе; т - степень влияния , - го внешнего фактора; р1 - вероятность наступления , - го фактора, к, - направленность влияния , - го фактора.
Расчет приведенного значения показателя качества первого уровня с учетом влияния внешних факторов производится их суммированием и рассчитывается по формуле 5.
й — + Р, (5)
где: ч, - приведенное значение , - го показателя качества вычисленное расчетным или экспертным методом; Р, - значение внешнего фактора, приведенное к единой критериальной шкале.
Расчет значения весов показателей качества производится экспертным методом (методом предпочтений (рангов)). Каждый специалист оценивает значимость всех элементов, присваивая им номера в соответствии с их важностью. Наименее важному показателю присваивается номер 1, следующему по значимости - 2, а самому важному - крайний номер.
Формула 6 используется для расчета коэффициентов весомости Ь каждого z-го элемента, определенного к-м экспертом.
Мк (6)
Ьк —
мЛ
где: М1к - номер весомости ¡- го, определенный к - ым экспертом; п - число элементов.
Коэффициенты весомости показателей качества вычисляются как среднее арифметическое коэффициентов весомости, определенных экспертами согласно формуле 7.
Ь. — к—^, (7)
' 5
где: 5 - количество экспертов.
Сумма коэффициентов весомости всех элементов должна быть равна единице. Для каждого приведенного показателя качества ч,находящемся в иерархической структуре на нижнем (входном) уровне с учетом весового коэффициента Ь1 расчет его значения производится по формуле 8.
ч;— ч, ■ ^, (8)
где: ч' - приведенное значение , - го показателя качества, Ь, - коэффициент весомости , - го показателя качества.
Далее каждый 1 -ый показатель качества, являющееся сложным показателем для совокупности , - ых показателей, и находящейся на следующем уровне иерархической структуры, будет вычисляться суммированием ранее рассчитанных приведенных , - ых показателей качества с учетом коэффициентов весомости по формуле 9.
ч*—Хч*- (9)
1
Каждый следующий показатель качества находящейся на вышестоящем уровне иерархической структуры, в том числе и обобщенный, вычисляется ранее приведенным способом. Для рассчитанных показателей первого уровня с помощью формулы 5 учитывается влияние внешних факторов.
Расчет обобщенного показателя качества аналога осуществляется тем же методом, что и рассчитываемого образца АТ.
Рассчитанные значения обобщенных показателей качества образца АТ и аналога сравниваются. В случае если обобщенный показатель качества образца АТ меньше обобщенного показателя качества аналога, необходимо проводить анализ влияния на него показателей качества и внешних факторов. Различают два метода факторного анализа: детерминированный и стохастический. В разработанной методике применим детерминированный анализ, так как связь показателей и внешних факторов с обобщенным показателем качества является функциональной, то есть его величина выражается в виде суммы, частного или произведения показателей и внешних факторов [41. Таким образом, для того чтобы повысить качество образца АТ, необходимо провести детальный анализ показателей и внешних факторов, влияющих на его качество. Это позволит выявить слабые места и определить необходимые меры для улучшения качества. Но улучшение качества образцов АТ требует повышения затрат на начальных стадиях жизненного цикла. Поэтому необходимо находить рациональное значение обобщенного показателя качества, позволяющее уменьшить полную стоимость жизненного цикла образца АТ.
По завершении работы по расчетам и анализу составляется заключение о том, насколько оцениваемый образец соответствует лучшим (базовым) образцам, и принимаются меры по его улучшению [51.
Таким образом, по предложенной методике производится оценка уровня качества образцов авиационной техники на стадии проектирования этапе формирования технического задания на опытно-конструкторские работы. Приведение всех показателей качества образца АТ, а также внешних факторов к единой критерриальной шкале позволяет рассчитать обобщенный показатель качества, значение которого находится в диапазоне от нуля до единицы. Рассчитанное числовое значение обобщенного показателя качества образца АТ дает возможность сравнить с его аналогами. В случае если это значение меньше чем у аналогов, необходимо провести детерминированный анализ и выявить те показатели качества и внешние факторы, значительно влияющие на качество образца АТ.
Список литературы
1. Исследование причин неисправностей авиационной техники: Методические указания // Самар, гос. аэрокосм. ун-т. Сост. Н.Н. Игонин, Г А. Новиков, И.Г. Старостин. Самара, 2004. 44 с.
2. Глудкин О.П., Горбунов П.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. Под ред. Глудкина О.П. Всеобщее управление качеством: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1999. 600 с.
3. ГОСТ Р 58849-2020. Авиационная техника гражданского назначения. Порядок создания. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2020. 61 с.
4. Монгуш А.А., Маркова Г.И. Анализ влияния факторов на результирующий показатель качества // Экономика и социум, № 1 (14) 2015. С. 1219-1222.
5. Садовников И.В. Квалиметрия: учеб. пособие. Чита: ЧитГУ, 2009. 159 с.
Усачев Денис Владимирович, слушатель, usachev [email protected], Россия, Воронеж, воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина,
Чепко Игорь Николаевич, канд. техн. наук, старший преподаватель, [email protected]. Воронеж, Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина
METHODOLOGY FOR ASSESSING THE QUALITY LEVEL OF AIRCRAFT SAMPLES
D.V. Usachev, I.N. Chepko
This article is devoted to the development of a methodology for assessing the quality level of aircraft samples. The analyzed methodology has to meet the requirements. The paper considers a general algorithm _ for assessing the quality level of aircraft samples and its description. The algorithm is a sequence of evaluation with the possibility of choosing methods for calculating the quality indicators taking into account the influence of external factors. The quality indicators and external _ factors are brought to a single criterion scale in order to calculate a generalized quality indicator. On the basis of calculated value of the generalized quality indicator, a conclusion about the quality of the sample is made, and ways to improve it are proposed, taking into account the optimization criterion.
Key words: assessment of the quality level, sample of aviation equipment, expert method, quality indicator, weighting coefficient.
UsachevDenisVladimirovich, postgraduate, usachev [email protected], Russia, Voronezh, Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and YuA. Gagarin,
Chepko Igor Nikolaevich, candidate of technical sciences, senior lecturer, inchepko@mail. ru, Russia, Voronezh, Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin
Военно-
Россия,
