CC BY
133
ULTRASONIC MONITORING OF MICRODEFECTS IN METAL V.A. Erofeev, S.S. Miller
The paper considers possibilities of using the echo ultrasonic testing method to determine the presence of microscopic imperfections in metal products. To identify the characteristics of the acoustic signal with the characteristics of the defect and determination of the control parameters used computer simulation of the sound wave through the article. An example of solving the wave equation in the case of the echo ultrasonic testing method presence in the metal zones of burnout. Shows the effect of the presence of such zones, and its location on the characteristics of the receiver.
Key words: ultrasonic inspection, echo technique, computer modelling, пережог
metal.
Erofeev Vladimir Aleksandrovic, candidate of technical science, docent, va_erofeev@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Miller Sergey Sergeevic, undergraduate, sergeymiller92@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 658.562
СТРУКТУРИРОВАНИЕ ФУНКЦИЙ КАЧЕСТВА В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
В.Ю. Анцев, Е.А. Чернецова
Рассмотрение методики структурирования функций качества в процессе проектирования грузоподъемных машин с целью согласования возможностей предприятия с требованиями заказчиками и определения взаимовыгодных условий выполнения контракта.
Ключевые слова: грузоподъемные машины, маркетинговые исследования, структурирование функций качества, экспертная оценка.
В соответствии с современными взглядами на качество, производитель всё своё внимание должен уделять удовлетворению запросов и пожеланий потребителя. Качество оценивается только потребителем и поэтому должно быть поставлено в зависимость от его нужд и пожеланий. Это значит, что потребитель является участником процесса, осуществляемого производителем. Определение нужд потребителя является первым шагом, который необходимо предпринять для того чтобы включить потребителя в процесс создания высококачественного продукта. Для определения нужд потребителей необходимо исследовать рынок и реализовать рыночные
ожидания при разработке конструкции продукции и планировании процесса ее производства [2].
В маркетинговой деятельности предприятия участвуют производственные подразделения, выпускающие продукцию, экономические и коммерческие службы, отдел маркетинга и торговли и, разумеется, конечный потребитель. Маркетинговая деятельность всех служб и подразделений предприятия должна обеспечивать достижение целей маркетинга при условии комплексности и продуктивности маркетинговых действий на основе четко налаженных функциональных связей. Все службы на предприятии, задействованные в маркетинге, должны систематически обеспечивать необходимой информацией маркетинговую службу. В этом процессе чаще всего встречаются проблемы недостаточно налаженного взаимодействия маркетинговых и конструкторско-технологических служб [1].
Маркетинговые службы зачастую в борьбе за заказ не могут достоверно оценить возможность изготовления заказа, и поспешно принимая его, не оценив возможности и ресурсы предприятия, приобретают зачастую проблемы не только для своей службы, конструкторского и технологического отделов, но и для предприятия в целом. Поэтому для оценки возможности изготовления заказа маркетинговая служба предприятия должна тесно сотрудничать с конструкторским и технологическим отделами, которые должны быстро проанализировать возможность выполнения контракта. При этом целью проведения анализа контракта является согласование возможностей предприятия с требованиями заказчика, определение взаимовыгодных условий выполнения договора. Анализ контракта на стадии получения и проработки проекта договора необходим для определения целесообразности и обоснованности его заключения [5]. Повышать качество выполнения процесса анализа контракта в производстве грузоподъемных машин предлагается на основе использования методики структурирования функций качества (QFD). Исходной информацией для QFD-проекта служат мнения потребителей относительно того, какими свойствами и характеристиками должна обладать грузоподъемная машина. Информация о мнениях конкретных потребителей может быть собрана разными методами. Выбор конкретного метода или группы методов зависит в основном от имеющегося времени, стоимости работ и наличия свободных ресурсов. При этом для повышения потенциала маркетинговых исследований необходимо использование корпоративного сайта предприятия в сети Интернет для организации эффективной системы обратной связи «покупатель-продавец» или «потребитель-производитель», получая любую интересующую предприятие информацию, что называется, из первых рук [7]. При этом Интернет становится также возможным источником получения первичной маркетинговой информации при проведении опросов в режиме on-line [3]. Интернет открывает перед предприятием возможность не только организовать эффективную обратную связь с покупателем и оперативно
изучить его потребности, но и необычайно гибко менять собственные маркетинговые планы [7]. Интернет становится не только источником получения вторичных данных, но и местом, где можно разместить опросные листы (анкеты) или проводить одновременные групповые опросы, организовывать Интернет-конференции. Преимуществом опросов является возможность их проведения и обработки результатов в режиме on-line. Выделяют следующие виды опросов в режиме on-line - e-mail-опрос и Web-onpoc.
В производстве грузоподъемных машин каждый заказчик уже имеет набор требований, предъявляемых к данной продукции. Поэтому с помощью бесплатного сервиса создания on-line анкетирования Survio (http://www.survio.com/ru/), предлагается создать опросный лист для заказчиков, в котором бы заказчики указывали, какие основные требования они предъявляют к грузоподъемной машине. Сервис Survio предоставляет множество готовых шаблонов анкет разных стилей. С его помощью можно создать анкету с профессиональным оформлением и содержанием несколькими кликами мыши. Можно просматривать данные ответов заказчиков в реальном времени в форме графиков, таблиц, PDF-отчетов и файлов данных в самых распространенных форматах. Пользовательский интерфейс очень простой и интуитивно понятный, поэтому в приложении Survio анкету сможет создать любой человек, даже тот, кто ее еще никогда не создавал. Пользователям не нужно что-либо скачивать или устанавливать, так как сервис Survio доступен из любого браузера. Кроме того, пользователи могут бесплатно размещать анкеты на своих сайтах или на страничке Facebook. Пример опросных листов заказчиков мостовых кранов ООО «Узловский машиностроительный завод» в сервисе Survio представлен на рис. 1.
Определение технической трудности
Здравствуйте,
потратьте, пожалуйста, несколько минут своего времени на заполнение следующей анкеты.
Укажите степень технической трудности, изменения инженерных характеристик
--- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Материал конструкции © © © © © © © © © ©
Тип конструкции © © © © © ©
Электродвигатели © © © © © © © © © ©
Редуктора © © © © © © © ©
Тормоза © © © © © © © © © ©
Элементы трансмиссии © © © © © © © © ©
Силовое электрооборудование © © © © © © © © © ©
Кабина управления © © © © © © © © ©
Аппаратура управления © © © © © © © © © ©
Канатно-блочная система © © © © © © © © © ©
Ходовые колеса © © © © © © © © © ©
Приборы и устройства безопасности © © © © © © © © ©
Огражден ие © © © © © © © © © ©
Галл ерей, площадки, лестницы © © © © © © © ©
Рис. 1. Опросные листы заказчиков мостовых кранов в сервисе ЗиЫо
Программа дает возможности выбора способа сбора информации: рассылки данных опросных листов по электронной почте, через социальные сети, в обычном текстовом формате.
После получения сведений от потребителей мостовых кранов и анализа опросных листов различных заказчиков были выделены потребительские требования.
Представление о технических возможностях и эксплуатационных свойствах мостового крана дают следующие параметры:
грузоподъемность - наибольшая допустимая масса груза, на подъем которого рассчитан кран в заданных условиях эксплуатации (масса съемных грузозахватных приспособлений включена в грузоподъемность крана);
скорость рабочего движения крана (подъема, опускания груза, передвижения крана, грузовой тележки) с номинальным грузом;
нагрузка на ходовое колесо - наибольшая вертикальная нагрузка на ходовое колесо от собственного веса крана и веса номинального груза;
установленная мощность - суммарная мощность электродвигателей всех механизмов крана;
масса крана - собственная масса крана без груза; производительность - масса грузов, перемещаемых в единицу времени (час, сутки, год);
пролет - расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути;
база - расстояние между осями передних и задних ходовых колес (осями балансирных тележек) механизма передвижения моста.
На следующем этапе QFD-проекта с помощью сервиса Survio создается опрос для выявления важности представленных потребительских требований и после сбора данных методами квалиметрии (экспертным методом) определяется коэффициент весомости каждого показателя и коэффициент конкордации.
Экспертное оценивание качества продукции осуществляется в четыре этапа. На первом, подготовительном, этапе осуществляется формулирование целей оценки и формирование рабочей и экспертной групп. На втором этапе работы осуществляется выбор методов, способов и процедур оценивания. Он выполняется рабочей группой. Рабочая группа учитывает особенности оцениваемой продукции, установленные сроки выполнения работы, ее трудоемкость, области возможного использования полученных результатов. Для получения суждений экспертов используются различные методы опроса. Третий этап работы осуществляется экспертной группой, члены которой выражают свои суждения в соответствии с установленными на втором этапе методами, способами и процедурами. На четвертом, заключительном, этапе работы экспертной комиссии осуществляется обработка экспертных суждений и оформляется экспертное заключение. Еди-
ничные показатели качества обрабатываются с помощью коэффициентов весомости и конкордации.
Необходимость определения весомости различных показателей качества возникает при выборе ограниченной совокупности показателей для осуществления сопоставительной оценки качества и при использовании метода средневзвешенного показателя. В случае проектирования и производства мостовых кранов выбирается некоторое число существенных в каком-то смысле показателей из заданного исходного списка, то есть номенклатура показателей качества мостового крана. Проранжируем их по шкале порядка. Место объекта в ранжированном ряду называется его рангом. Численное значение ранга в ряду возрастающей шкалы порядка увеличивается от 1 до т (т - количество оцениваемых показателей качества). В данном случае т=14: 1 - тип крана; 2 - грузоподъемность; 3 - пролет;
4 - температура эксплуатации; 5 - тип размещения; 6 - режим работы; 7 - управление; 8 - исполнение; 9 - цена; 10 - высота подъема; 11 - система управления краном; 12 - скорость подъема груза; 13 - скорость передвижения крана; 14 - скорость передвижения грузовой тележки.
Затем определяются суммы рангов каждого из показателей качества экспертной оценки и коэффициенты их весомости по формуле:
п
I а,-£ = 1 =1______
1 пт ’
1=1 j=1
где п - количество экспертов; Qi , - коэффициент весомости го показа-
14
теля в рангах (баллах), который дал 1-й эксперт. При этом I £1 = 1.
1=1
Анализируя полученные экспертным методом оценки качества, можно указать один или несколько предпочтительных показателей. Точность экспертных оценок определяется по согласованности мнений экспертов. Степень совпадения оценок экспертов, входящих в комиссию, характеризует качество экспертизы и выражается коэффициентом конкорда-ции [6]:
2 3 ’
п (т - т)
где £ - сумма квадратов отклонений рангов баллов каждого объекта от среднего арифметического отклонения; п - количество экспертов; т - количество оцениваемых объектов.
Согласование мнений экспертов не является полным, при этом Ж=0 означает абсолютную несогласованность, а Ж=1 - полное совпадение мнений экспертов. Следовательно, 0<Ж<1. Так как полученный в результате
опроса экспертов коэффициент конкордации оказался равным 0,29, то результаты экспертизы можно считать удовлетворительным. Проведенное исследование показало, что согласованность экспертных оценок не является полной. Однако тот факт, что коэффициент конкордации лежит в пределах от 0 до 1 говорит, что алгоритм исследования был выполнен правильно и по имеющимся показателям качества можно оценивать качество мостовых кранов, но не в полной степени, а с учетом других факторов, влияющих на качество мостовых кранов, и при использовании других дополнительных методов оценки. В общем, результаты экспертизы можно считать удовлетворительным. Таким образом, мы установили основные потребительские требования к мостовым кранам, и с помощью экспертного метода определили весомый коэффициент каждого показателя.
Необходимость методологии QFD заключается в устранении пробелов во взаимодействии маркетинговых служб и конструкторско-технологических служб машиностроительного предприятия. Полученные выше с помощью опросного метода потребительские требования и найденные весовые коэффициенты каждого показателя служат для начального этапа построения «домика качества», все эти результаты заносятся в матрицу, а именно в левую часть «домика качества» (рис. 2.).
Рис. 2. Первый этап построения «домика качества»
Сверху «домика качества» указаны основные технические характеристики мостового крана, которые также определены с помощью экспертного метода. На следующем этапе сравниваются производимый предприятием мостовой кран и конкурирующая продукция. Целью изучения конкурентов является получение сравнительной информации деятельности хозяйствующих субъектов. Методы, применяемые в области изучения конкурентов, содержат следующие действия: обработка корреспонденции от потребителей и торговых организаций, получение и обработка информации в процессе участия и работы специализированных выставок. Маркетинговые службы в процессе изучения конкурентов изучают данные об организациях, производящих аналогичную продукцию, участвуют в выставках, изучают и обрабатывают отклики торговых организаций [5]. Этот этап позволяет перейти от качественных и неформальных заявлений к их количественным оценкам. Для победы на рынке надо хорошо знать своего конкурента. Как ни банальна эта рекомендация, многие предприятия не проводят тщательных изучений. При проведении опросов потребителей необходимо узнавать их мнения о продукции конкурента: где позиции конкурента сильны, а где он уступает продукции предприятия [4]. В результате достигается понимание того, насколько производимая нами продукция является совершенной при сравнении с лучшими аналогами конкурирующих фирм. В этом случае используется пятибалльная шкала от «отлично» до «плохо». Результаты сравнения заносятся в таблицу (рис. 3).
Из рис. 3 видно, что наши машины опережают конкурентов по пролету, типу управления, цене и скорости передвижения тележки, эти показатели не маловажны и для наших потребителей. Но есть и требования потребителей, по которым нужно усовершенствовать мостовые краны нашего предприятия. На этапе установления целей, нам необходимо улучшить имеющийся уровень показателей удовлетворения ожиданий потребителей по отношению к установленным показателям для конкурента. То есть, устанавливаем в таблице целевые значения для каждого ожидания потребителей продукции. Для тех ожиданий продукции, которые не требуют улучшения, целевые значения устанавливаются на одном уровне с имеющимися на данный момент оценочными значениями для этих ожиданий. В нашем случае не требует улучшения пролет, режим работы, управление, исполнение, цена, скорость подъема и скорость передвижения грузовой тележки. Этим ожиданиям были присвоены целевые значения соответственно 5, 3, 5, 4, 5, 4, 5, которые будут оставаться на тех же уровнях. Остальные ожидания потребителей, которые имеют оценочные показатели ниже, чем у конкурентов, должны быть улучшены [7]. Тут возникает желание сделать каждую характеристику наилучшей, но это желание не всегда достижимо, поэтому следует принимать решение исходя из ограниченности ресурсов и наличия в организации ряда параллельно идущих проектов [4].
На базе определенных целевых значений могут быть вычислены относительные величины «степени улучшения» качества по формуле:
C
Sy — Cz, y O
Ly p
где Sy - степень улучшения; Cz - целевое значение; Op - оценка продукции.
После этого в рамках определения целей проекта должна быть установлена весомость каждого ожидания потребителя или характеристики продукции. При этом весомость вычисляется по формуле:
Veo — Va0 ■Sy,
где Ve0 - весомость ожидания, Va0 - важность ожидания, Sy - степень улучшения.
После завершения вычислений результаты оценки весомостей различных ожиданий потребителя помещаются в правой части «домика качества».
После этапа оценки весомости ожиданий потребителей, необходимо определиться, как обеспечивается выполнение этих ожиданий. Точнее говоря надо установить, как соотносятся технические характеристики продукции с тем, что хотят получить потребители. Нами было определено 14 инженерных характеристик. Далее была изучена сила влияния технических характеристик на выполнение ожиданий потребителей. Эта работа проводится с применением матрицы связей, являющейся центральной частью общей матрицы. Пустая строка в матрице связей означает отсутствие какой-либо связи между техническими характеристиками продукции и соответствующим ожиданием потребителя, записанным в этой строке. Каждый элемент матрицы связей, стоящий на пересечении ее строк и столбцов, определяет имеющуюся силу взаимосвязи между ожиданиями и техническими характеристиками. Теснота связи зависит от того, насколько существенный вклад вносит та или иная характеристика мостового крана в удовлетворение конкретного пожелания заказчика [2]. Символ, который находится в каждом элементе, определяет насколько эта взаимосвязь сильна.
При заполнении для описания силы взаимосвязи использовались весовые коэффициенты: 1 - слабая связь, 3 - средняя связь, 9 - сильная связь. Цифровые оценки значимости взаимосвязи подсчитываются по формуле:
Zn — Svz ' Veo,
где Zn - значимость, %; Svz - сила взаимосвязи; Ve0 - весомость ожидания.
Все значения значимости были просуммированы и занесены в таблицу. Суммарная оценка показывает приоритетность каждой технической характеристики при проектировании мостового крана. На стадии проекти-
рования необходимо обратить особое внимание на технические характеристики, имеющие самые высокие суммарные оценки.
Сила взаимосвязи между техническими характеристиками отображается в элементах треугольной матрицы, образующей «крышу» матрицы, с использованием цифровых значений 1 - слабая связь, 2 - сильная связь.
Важным этапом построения «домика качества» является определение технической трудности изменения базовой конструкции. Весовые коэффициенты технической трудности определяются так же с помощью экспертного метода и заносятся в нижнюю часть таблицы.
Требования заказчика соотносятся с базовыми инженерными характеристиками, опираясь на техническую трудность доработки базовой конструкции. Далее определяется задание на проектирование, сравнивая значения инженерных характеристик и технические пожелания потребителя. Окончательный вариант построенного «домика качества» для случая проектирования и производства мостовых кранов представлен на рис. 3.
Рис. 3. Заполненный «домик качества»
В результате представленных мероприятий, проводится тщательное изучение потребительского рынка, создание механизма обратной связи для корректировки пожеланий заказчиков. С разработанной методологией
QFD, деятельность предприятия ориентируется на повышение удовлетворенности заказчиков, предприятие получает механизм для сопоставления требований потребителя подъемно-транспортных машин с имеющейся ресурсной и конструкторской базой. На основе представленного подхода производится реинжиниринг деятельности конструкторско-технологической службой предприятия ООО «Узловский машиностроительный завод».
Список литературы
1. Анцев В.Ю., Толоконников А.С., Ковалева А.Е. Управление эксплуатацией грузоподъемных машин на основе процессного подхода // Подъемно-транспортное дело. №1. 2012. С. 5-7.
2. Всеобщее управление качеством: учебник для вузов /
О.П. Глудкин [и др.]. М.: Радио и связь, 1999. 600 с.
3. Ивахненко А.Г, Сторублев М.Л. Применение информационных методов в управлении процессами системы менеджмента качества // Информатика и системы управления. № 2. 2009. С. 86-92.
4. Менеджмент качества: Принятие решений о качестве /
А.Г. Варжапетян [и др.]. М.: Вузовская книга, 2004. 360 с.
5. Управление качеством продукции. Инструменты и методы менеджмента качества: учебное пособие для вузов / С.В. Пономарев [и др.]. М.: Стандарты и качество, 2005. 248 с.
6. Федюкин, В.К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции: Учеб.пособие. М.: Филинъ, 2004. 296 с.
7. Холмогоров В. Интернет-маркетинг: краткий курс. 2-е изд. СПб.: Питер, 2002. 272 с.
Анцев Виталий Юрьевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, anzev@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Чернецова Екатерина Александровна, асп., ekaterina. chernecova@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT IN LIFTING MACHINE DESIGN
V. U.Anzev, E.A. Chernecova
The paper accentuates the quality function deployment method in lifting machine design in order to coordinate the enterprise's potential with the ordering customer's requirements and define mutually rewarding terms of contract.
Key words: lifting machine, marketing research, quality function deployment, expert
review.
Antzev Vitaly Yuryevich, doctor of technical science, professor, manager of department, anzev@tsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Chernecova Ekaterina Aleksandrovna, postgraduate, ekaterina. cherne-cova@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
