CC BY
183
1
ТЕОРИЯ И ПРОЕКТИРВОАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ Ю.А. Каракулев, И.Е. Зацепина
Представлен алгоритм вычислений качества изделия при использовании электронных таблиц Excel. Рассмотрен пример количественной оценки качества изделия и обработки числовых и текстовых данных.
Введение
Практической задачей квалиметрии (деятельности, которая направлена на количественную оценку качества изделий) является определение уровня качества изделия. Определение качества изделия основано на сравнении значений показателей качества с базовыми значениями. Для сравнения качеств изделий применяются дифференцированный, комплексный и смешанный методы.
Дифференцированный метод
При оценке уровня качества дифференцированным методом проводится сопоставление значений единичных показателей качества оцениваемого изделия и базового. С этой целью в соответствии с ГОСТ 22732-87 вычисляются относительные показатели качества по формулам:
я = <»
-,(б)
или
(б )
я, = , (2)
где 0;(б) - значения ,-того показателя качества.
Формула (2) применяется, если уменьшение значения показателя качества приводит к позитивному эффекту, например, расход бензина на 100 км пробега. Уровень качества оцениваемого изделия считается выше базового, если для всех относительных показателей
Я > 1, (3)
Если только часть относительных показателей соответствует условию (3), а для другой я<1, необходимо использовать другие методы.
Комплексный метод
Комплексный метод оценки качества изделия применяется в тех случаях, когда уровень качества можно охарактеризовать одним главным или интегральным показателем. Этот показатель может быть выражен двумя способами:
• функциональной зависимостью интегрального показателя от исходных единичных показателей качества. Например, для транспортных средств - количество грузов, перевезенных на определенное расстояние.
• когда построение функциональной зависимости комплексного показателя затруднено (множество не связанных друг с другом исходных показателей), при-
меняют средневзвешенные показатели качества изделия. В этом случае комплексный показатель качества определяется по формуле
и(0) = I 5; • Pi, (4)
i = 1
n
где 5; - коэффициент весомости i-того показателя качества ( ^5; = 1, 5; > 0); p; -
i = 1
значение показателя качества изделия; U - средневзвешенное абсолютное значение показателей качества изделия.
Затем проводится его оценка относительно базового комплексного показателя качества:
K=U0)/U6). (5)
Особенностями этого метода определения качества изделия являются:
1. необходимость «нормирования» значений показателей качества изделия с целью суммирования значений с различной размерностью;
2. определение коэффициентов весомости показателей качества.
Смешанный метод
Третьим методом оценки качества продукции является смешанный метод. Этот метод используется, когда дифференцированный метод неприменим из-за большой совокупности единичных показателей качества, а комплексный показатель качества не отражает разнообразие свойств изделия. Смешанный метод оценки качества представляет следующую последовательность действий.
1. Часть единичных показателей объединяют в группу - например, группа функциональных показателей. Для каждой группы определяется комплексный (групповой) показатель. Отдельные (важные) показатели изделия могут не объединяться в группы. При оценке качества изделия они рассматриваться как единичные.
2. На основе полученной совокупности комплексных и единичных показателей качество изделия оценивают дифференцированным методом.
Алгоритм вычислений качества изделия при использовании рассмотренных методов представляет множество повторяющихся связей. Эти связи легко и естественно описываются при помощи электронных таблиц, в частности Excel для Windows. Главным преимуществом таблиц является «возможность программировать без программирования» - реализовывать сравнительно непростые алгоритмы без применения языков программирования, используя лишь стандартные возможности таблиц. Создание же математической модели при помощи таблиц раскрывает идею решения математической задачи. Работа с Excel проста, для его освоения достаточно нескольких занятий.
Алгоритм вычислений уровня качества изделия
В качестве примера рассмотрим применение Excel при оценке качества некоторого изделия на основе смешанного метода (таблица). 1. Пользователь заполняет столбцы 3, 1, 4, 5, 8:
3 - наименование показателей качества;
1 - группа, к которой относится данный показатель; 5 - численные значения показателей качества оцениваемого изделия; 8 - численные значения показателей качества базового изделия;
4 - коэффициент весомости (значимости) показателей качества изделия.
Коэффициент значимости является одним из важнейших параметров при оценке качества изделия. Его значения непосредственно входят в расчетные формулы. От него зависит объективность оценки качества. Поэтому определению численных значений этого коэффициента уделяется отдельное внимание. В настоящее время разработаны и применяются различные методы определения коэффициентов значимости - метод эквивалентных соотношений, метод предельных и номинальных значений, экспертный метод и др.
Каждый метод имеет свою теорию и алгоритм расчета, поэтому требует отдельного рассмотрения. Для нашего примера был использован экспертный метод, в котором эксперты-специалисты в области разработки и эксплуатации данных изделий определили коэффициенты весомости показателей качества изделия в долях единицы 5 (столбец 4).
n
В строке 17 таблицы автоматически проверяется условие i = 1. Если условие
i = 1
не выполняется, то клетка окрашивается красным цветом. 2. Действия, произведенные в Excel:
• отсортированы все показатели качества по группам показателей (столбец 1) - конструктивные, функциональные и другие;
• нормированы показатели качества (столбцы 6 и 9), т.е. показатели с размерностью приведены к безразмерным величинам. Для этого текущее значение показателя качества разделено на максимальное;
• определены позитивные значения нормированных показателей качества (столбцы 7 и 10), т.е. вычислено обратное значение нормированного показателя, если при уменьшении его значения получается позитивный эффект (например, масса изделия);
• вычислено средневзвешенное значение каждого показателя качества, т.е. значение с учетом коэффициента весомости (столбцы 11 и 12);
• определен комплексный показатель качества для каждой группы (столбцы 13 и 14).
• вычислены относительные значения показателей качества (столбец 13);
На основании проделанных вычислений делаем вывод о качестве оцениваемого изделия по отношению к базовым показателям. Для этого проведем проверку неравенства: q > 1 (строка 15) для каждого показателя. Качество оцениваемого изделия лучше базового.
а I в | с |d е IIfII > н J_1_|_ J К | L М | N 0
1 Показатели качества Оцениваемое Базовое Средневзвешенный чомплекснын Откзнач.
2 Нанте но галне Весовой козф-т изделие изделие показатель показатель лпказ-й
3 4 Группа Номер Показатель мГ рП р1ч иГ Qc"1 q
(i) i
5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 13 14 15
6 кожтрукпшнш 1 масса, кг 0,04 1,8 1,00 1,00 1,4 0,78 1,28 0,04 0,05 0,16 0,15 1,07
7 конструктивных 2 габарит, сн 0,10 24,0 0,85 1,18 28,3 1,00 1,00 0,12 □ДО
S функциональных 3 МОЩНОСТЬ, ВТ 0,10 500 1,00 1,00 467 0,93 0,93 0,10 0,09 0,40 0,37 1,08
9 функциональных 4 емкость, л 0,30 2,40 1,00 1,00 2,20 0,92 0,92 0,30 0,28
10 экономических 5 стоимость, у.е. 0,20 48 0,37 2,70 130 1,00 1,00 0,54 0,20 0,54 0,20 2,70
11 эргономичвских 6 число насадок, шт 0,25 2 1,00 1,00 2 1,00 1,00 0,25 0,25 0,26 0,26 1,00
12 ЭРГОНОМИЧЕСКИХ 7 число режимов, шт 0,01 1 0,50 0,50 2 1,00 1,00 0,01 0,01
13 Проверка условия Idi=l: 1,00
14 Выгод л» результатам расчета: качество оцтиеаемогс шдедия ЛУЧШЕ базсесго
15 (<Р=П
Таблица. Внешний вид программы оценки качества изделия смешанным методом
Заключение
Продемонстрирована возможность использования электронных таблиц для определения качества изделий. Представлен алгоритм вычислений при использовании таблиц Excel. Рассмотрен пример количественной оценки качества изделия, который показал:
1. возможность автоматизирования математических вычислений;
2. возможность сортировки данных вычислений по заданным параметрам;
3. возможность анализировать результаты вычислений на основе логических функций.
Электронные таблицы, в частности Excel, могут быть рекомендованы для вычисления и обработки массивных числовых и текстовых данных.
Литература
1. Фомин В.Н. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация: Учебное пособие. - М.: Ось-89, 2002. - 384 с.
