CC BY
181
УДК 658.562
В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-25-38, imstulgu@pochta.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Е.С. Петренко, асп., (8499) 7267758, petrenkoes@moselectro.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПО МЕТОДАМ ГЕНИТИ ТАГУТИ
Рассмотрены преимущества использования логического эксперимента для определения тенденции улучшения технологического процесса. Приведен порядок проведения логического эксперимента согласно методу Г. Тагути.
Ключевые слова: балльная экспертная оценка, логический эксперимент, сигнал, тенденция, шум.
В конкурентной экономике непрерывное улучшение качества и снижение затрат необходимы для выживания в бизнесе.
Непрерывное улучшение качества включает в себя непрерывное уменьшение разбросов выходных характеристик изделия относительно заданных значений. Почти все изделия имеют множество характеристик качества. Однако ни по экономической, ни по какой-либо другой причине нет смысла улучшать все характеристики сразу, поскольку не все они одинаково важны. Достаточно улучшить главные из них.
Конечно, каждый производитель мечтает значительно улучшить качество своей продукции без существенных капиталовложений. В этом случае на помощь приходит метод управления качеством по Г. Тагути. [3]
Метод профессора Тагути был опубликован в 1980 году. Данная методика применяется при проектировании продукции и в процессе ее производства.
Один из принципов Г. Тагути - принцип робастного (устойчивого) проектирования. Согласно этому принципу жизненный цикл продукции делится на два этапа: первый - проектирование изделия и проектирование технологического процесса производства, а второй -собственно производство и эксплуатация. Если учесть все риски и возможные потери на первом этапе, то можно избежать как использования совершенного и очень дорогого оборудования, так и ужесточения контроля качества, что тоже приносит значительные затраты. В этом случае процессы производства и эксплуатации будут в меньшей степени подвержены влиянию условий окружающей среды, неравномерного качества сырья, несовершенства технологического процесса.
Например, в своей книге [3] профессор Г. Тагути рассказывает о японской фирме, производящей керамическую плитку. Геометрические размеры плитки сильно варьировали из-за неравномерности температурного поля печи обжига. Конечно, можно было купить более дорогую и со-
вершенную печь, но оказалось, что незначительного изменения в составе плитки было достаточно, чтобы разброс в ее размерах уменьшился в 10 раз.
Основой для принципа робастного проектирования служит планирование эксперимента. Особенностью планирования эксперимента по Г. Тагути является использование сбалансированных ортогональных матриц, в которых взаимодействуют разделенные на уровни управляемые и дестабилизирующие параметры.
Выбор ортогональной матрицы зависит от количества используемых параметров и числа уровней, на которые они разделяются при планировании экспериментов. Матрицу можно выбрать, используя возможности программного комплекса к^аЙБиса». Этот комплекс позволяет выполнять дисперсионный анализ, показывающий вес каждого параметра в формировании Г-критерия (критерия Тагути).
Определение Г-критерия является основной целью проведения экспериментов с использованием ортогональных матриц, этот параметр определяется по формуле
т=(1)
В ряде работ используется формула Т = ^. При выборе формулы
- 1 77
нужно учитывать, что чем больше Т-критерий, тем лучше, где х = — -
п\ 1
среднее значение параметра, величину которого нужно стабилизировать, увеличить или уменьшить; х,- - результат опыта, т.е. выходной параметр, измеренный в физических единицах; п - количество дублей в проводимых опытах:
А = д--ЕО/ -*) , (2)
1 п — ? т?
А - изменчивость выходного параметра в каждом опыте.
По смыслу изменчивость имеет сходство со среднеквадратичным отклонением, но ввиду малого числа дублей (п=4...6) в каждом опыте используется такой термин.
Параметр х по терминологии Г. Тагути получил название сигнал, а параметр А - шум. Такое название критериев во многом объясняется тем, что Г. Тагути в начале своей деятельности работал в лаборатории электросвязи, где занимался вопросами улучшения качества связи.
Опыт, в котором Т-критерий максимален, определяет наилучшее сочетание уровней управляемых и дестабилизирующих параметров.
Можно заключить, что Г. Тагути определяет тенденцию улучшения процесса и максимально упрощает процедуру ее поиска.
Большинство примеров, приведенных в работе [3], использует матрицы, по которым выполняется не более 32 опытов. Малое количество опытов само по себе очень важно, поскольку экономятся затраты и время, но во многих случаях физические эксперименты можно заменить на логические [1].
Основное отличие логических экспериментов в том, что результат х1 представляет собой балльную экспертную оценку, а число дублей п равно количеству экспертов, оценивающих сочетание параметров в каждом опыте.
Определение Т-критерия определяется так же по формулам (1) и (2) и, если предположить, что квалификация экспертов достаточна, то сомнение в целесообразности использования таких экспериментов сведется к минимуму, а их польза с учетом финансовых и временных затрат станет очевидной.
Покажем на примере порядок выполнения таких экспериментов.
Допустим, что технологическая операция имеет шесть управляемых параметров и два дестабилизирующих, которые разделены на уровни следующим образом:
управляемые параметры: А - два уровня, В - три уровня, С - два уровня, Б - три уровня, Е - три уровня, Б - два уровня.
дестабилизирующие параметры: а - два уровня, Ь - три уровня.
Поскольку пример имеет методическую направленность, содержание операции и параметров не раскрывается.
Число опытов т в ортогональной матрице должно быть кратным количеству используемых уровней. В данном примере т должно быть кратно 2 и 3.
Если, например, т = 24, то двухуровневые параметры в вертикальных колонках ортогональной матрицы, соответствующие обозначениям
24
параметров, должны использоваться по — = 12 раз, а трехуровневые - по
24 о — = 8 раз.
В этом случае матрица становится сбалансированной. Фрагмент такой матрицы показан в табл. 1.
В горизонтальных строках для каждого опыта показываются номера уровней управляемых и дестабилизирующих параметров, каждый из которых имеет определенное значение, выраженное в физических единицах или в иных характеристиках.
В табл. 2 приведен фрагмент итоговой матрицы, в которой приведены экспертные оценки пяти экспертов и выполнены соответствующие вычисления.
Таблица 1
Фрагмент ортогональной матрицы -т 24
№ Управляемые параметры Дестабилизирующие
опыта параметры
А В С Б Е Б а Ъ
1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 2 2 2 2 2 2 2
3 1 3 1 3 3 1 1 1
4 1 1 2 1 1 2 2 2
24 2 1 2 1 2 1 2 1
Таблица 2
Результаты логического эксперимента
№ опыта Экспе зтные оценки X А 1 * \< 7\
х2 *5
1 7 6 7 8 5 6,6 1,140 0,762
2 8 7 6 7 6 6,8 0,836 0,909
3 6 5 4 7 6 5,6 1,140 0,691
4 8 7 6 7 5 6,6 1,140 0,762
В данном примере второй опыт (Г=0,909) является наиболее значимым.
Возможны различные способы использования логических экспериментов. Они могут предшествовать физическим и из их числа возможно исключить малозначимые, по мнению экспертов. При конструировании продукта они могут использоваться в качестве методики для оценки качества проекта [2].
Авторами такие эксперименты используются при проектировании навивной картонной тары и их результаты при завершении эксперимента будут опубликованы.
В настоящее время методика Г. Тагути не получила широкого распространения в России, но все чаще руководители небольших предприятий обращаются к ней, так как однозначным достоинством метода Тагути является обеспечение конкурентных преимуществ за счет одновременного улучшения качества и снижения себестоимости продукции.
Сисок литературы
1. Волокитина И.В, Протасьев В.Б., Плахотникова Е.В. Метрологическое обеспечение системы менеджмента качества образовательной деятельности. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.132 с.
2. Волокитина И.В., Протасьев В.Б., Нуждин Г.А. Экспертный метод с применением логического эксперимента для оценки качества // Контроль. Диагностика. 2007. №12. С.73-76.
3. Р. Леон [и др.]. Управление качеством. Робастное проектирование. Метод Тагути /пер. с англ. М.: Сейфи, 2002. 384 с.
V.B. Protasiev, E.S. Petrenko
QUALITY IMPROVEMENT ACCORDING METHOD G.TAGUCHI The advantages of using logical experiments for determine the tendency of improving the process of production are presented. The procedure for carrying out the logical experiment according to the method G. Taguchi is shown.
Key words: Logical experiment, the tendency, scoring expert assessment, the signal,
the noise.
Получено 09.11.11
УДК. 621.646
Е.В. Плахотникова, канд. техн. нпук, доц., (4872) 33-25-38, e plahotnikova@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Т. А. Елисеева, магистрант, +7-915-690-49-88, eliseeva tatiana@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Рассмотрено влияние моментов инерции подвижных деталей электропривода на изменение нагрузочных характеристик.
Ключевые слова: задвижка, запорная арматура, деформации, клапан, электродвигатель.
Электроприводная запорная арматура применяется в трубопроводных системах автоматического управления. Это сочетание элементов исполнительного механизма (задвижка, клапан, кран и т.д.) и механизма привода (привод и электродвигатель) (рис. 1).
Вследствие широкой распространенности таких систем (нефтегазовая, химическая промышленности, аэрокосмические комплексы и коммунальные сферы) к ним предъявляется ряд важных требований, главными из которых являются безопасность жизнедеятельности человека, надежность, срок эксплуатации и т.д. Реализация указанных требований напрямую за-
436
