Методика оценки качества метрологического обеспечения производственной деятельности предприятий с помощью квалиметрических шкал статистическими методами

Оценка эффективности производственной деятельности предприятий, выпускающих материальную продукцию, потенциально может быть произведена с помощью различных групп показателей, наиболее важными из которых являются – экономические, управленческие и технические. Однако в связи с огромной конкурентной средой, в которой находятся предприятия, выпускающие однотипную продукцию, являются такие определяющие показатели, которые обеспечивают её высокое качество и низкую себестоимость. В данной статье рассматривается один из частных вопросов обеспечения высокого качества выпускаемой материальной продукции, которая является объектом исследования, и качество которой в значительной степени зависит от метрологического обеспечения производственной деятельности предприятия.

В соответствии с п.п. 3.6.2 ГОСТ Р ИСО 9000—2015 «Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь» [2, п.п. 3.6.2], «качество (quality): степень соответствия совокупности присущих характеристик объекта требованиям». При этом, также в соответствии с [2, п.п. 3.10.1], характеристика продукции, являющаяся её отличительным свойством, может быть качественной или количественной и принадлежать, например, к физическому классу (механические, электрические, химические, биологические и др.) и к классу характеристик связанных со временем (безотказность, доступность, непрерывность и др.).

Данные характеристики продукции являются основными объектами исследований, при этом для промышленных предприятий, разработчиков и пользователей средств измерений прикладной интерес представляет часть метрологического обеспечения (МО), связанная с деятельностью метрологической службы предприятия. Поэтому в настоящее время большое распространение получили такие термины как «Метрологическое обеспечение предприятия» и «Метрологическое обеспечение производства» (МОП). В соответствии с [3], МОП, в основном, включает: анализ состояния измерений; установление рациональной номенклатуры измеряемых величин и использование средств измерений (рабочих и эталонных) соответствующей точности; проведение поверки и калибровки средств измерений; разработку методик выполнения измерений для обеспечения установленных норм точности; проведение метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации; внедрение необходимых нормативных документов (государственных, отраслевых, фирменных); аккредитацию на техническую компетентность; проведение метрологического надзора.

При этом финансовые затраты на МОП должны не только окупаться, но и приносить доход [3].

Для оценки эффективности МОП Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) разработаны, действующие в настоящее время, рекомендации МИ 2240-98 «ГСИ. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии, в организации, объединении. Методика и порядок проведения работы» [4], в соответствии с которыми, при проведении анализа состояния измерений, контроля и испытаний создаваемой на предприятии комиссией регламентируется проведение следующих видов работ [4, п.п. 2.4 -2.6]:

1. анализ состояния действующей нормативной, проектной, конструкторской, технологической документации, с точки зрения возможности выполнения предприятием требований к измерениям, контролю и испытаниям характеристик и параметров продукции с целью обеспечения необходимого ее качества в соответствии с инженерно-техническими условиями контракта;
2. анализ состояния оснащения производственных (технологических) процессов;
3. анализ деятельности метрологической службы предприятия;
4. анализ всех применяемых на предприятии методик выполнения измерений, испытаний и контроля с целью установления соответствия нормируемых в нормативных документах (НД) методик, номенклатуры и значений показателей точности измерений требованиям к точности, эффективности и достоверности измерительного контроля или погрешности результатов испытаний, установленным в конструкторской и технологической документации;
5. на основе обобщения материалов анализа состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии должны быть подготовлены предложения по улучшению МОП и меры по их реализации;
6. в результате обобщения материалов анализа состояния измерений, контроля и испытаний на ряде предприятий, выпускающих однородную продукцию, могут быть получены данные, характеризующие состояние метрологического обеспечения (МО) отрасли, на основе которых может быть разработана среднесрочная программа МОП данного вида продукции (или отрасли) или подготовлены мероприятия по МО, в соответствии с Правилами по стандартизации ПР 50.1.011.

При сравнительном анализе МОП различных подразделений предприятия, а также при выполнении особенно 6-го вида регламентированных работ МИ 2240-98 [4, п.п.2.6], а именно в работе по обобщению материалов анализа состояния измерений, контроля и испытаний на ряде предприятий, выпускающих однородную продукцию, предлагается иметь такой вид дополнительных работ, который бы позволял, унифицировано, более объективно оценить качество измерительного, контролирующего и испытательного оборудования МО, а также оцениваемых работ по МО, как различных подразделений предприятия, так и  предприятия в целом.

Для решения этой задачи в данной статье предлагается методика оценки качества метрологического обеспечения производственной деятельности предприятий с помощью шкал наименований (квалиметрических шкал) статистическими методами обработки исходных данных результатов оценки качества измерительного, контролирующего и испытательного оборудования МО, а также оцениваемых работ по МО, как различных подразделений предприятия, так и предприятий в целом, выпускающих однородную продукцию.

Сущность предлагаемой методики заключается в следующем.

Результаты исходных данных по оценке единичных показателей качества оцениваемых работ по МО подразделений предприятия представить в виде таблиц, заполненных с помощью квалиметрических шкал (шкал наименований). Используя результаты оценки, приведенные в данных таблицах, рассчитать статистические числовые характеристики (например – среднее арифметическое значение, среднее квадратическое значение (СКО), коэффициент вариации, коэффициент корреляции и др.), построить полигон, гистограмму, оценить тренд на интересующий интервал времени, и т.п. Полученные результаты расчётов оценки качества работ по МО подразделений предприятия позволят количественно оценить их состояние, сравнить качество МО как различных подразделений предприятия, так и нескольких предприятий в целом, выпускающих однородную продукцию, что, несомненно, позволит более объективно, а, следовательно, и более качественно провести анализ состояния измерений, испытаний и контроля на предприятии при выполнении 6-го вида работ [4, п.п.2.6].

Для заполнения таблиц исходных по оценке единичных показателей качества оцениваемых работ по МО подразделений предприятия, в соответствии с [1], состояние системы МОП можно оценить по:

• характеристикам состояния системы (относительная и номинальная оценки);
• виду состояния системы (фактическая и нормативная);
• степени оценки состояния (единая и комплексная).

Например, единичный i - й показатель качества состояния системы МО (оцениваемых работ по МО) в k – м подразделении предприятия ( ), по такому показателю, как относительная оценка характеристик состояния системы МО, можно определить, используя выражение вида [1, с.456]:

                                                          (1)

где - фактическое значение i – го показателя; - значение i – го регламентирующего показателя в нормативно-технических документах (в предлагаемой методике – максимально возможное значение коэффициента весомости (веса) единичного показателя ( ).

Обобщённый (комплексный) относительный показатель качества системы МО предприятия предлагается определять, применяя, например, выражение вида:

                                   (2)

где  - коэффициент весомости (веса) показателя . 

Следует отметить, что для идеального предприятия (оцененные фактические единичные i - е показатели видов работ по МОП для всех подразделений предприятия ( ) равны единице), численное значение  составит 100%.

На основании рекомендаций изложенных в [1, п.п. 2.3], заполнение таблиц исходных данных по оценке единичных и комплексных показателей качества системы МО подразделений предприятия и предприятия в целом предлагается производить в соответствии с оцениваемым видом работ МОП. Поэтому в соответствии с требованиями МИ 2240-98  [4,п.п.2.4], а также с ГОСТ Р ИСО 9000—2015 [2, п.п.3.10.5], предлагается заполнение таблиц исходных данных производить с помощью следующей формулы ранжирования (табл.1), в которой используется 7 оцениваемых видов работ МОП (количество видов работ равное 7-ми выбрано исходя из правила «золотой семерки», которое широко используется в статистике) и они располагаются в предлагаемом порядке возрастания веса (весомости) этих работ (потенциальному пользователю предлагаемой методики веса¢ оцениваемых работ можно изменить, как  по номеру вида оцениваемых работ, так и соответственно по его диапазону веса).

Формула ранжирования оцениваемых видов работ МОП

№ вида оцениваемых работ	1	2	3	4	5	6	7
Вид работ	АСДД	АСОПП	АДМС	АМВИИК	АМХИИК	АСОПР	АССПК
Диапазон веса вида работ (wi)

В таблице 1 использованы следующие сокращения видов оцениваемых работ МОП: АСДД - анализ состояния действующей (нормативной, проектной, конструкторской, технологической) документации; АСОПП - анализ состояния оснащения производственных (технологических) процессов; АДМС  - анализ деятельности метрологической службы предприятия; АМВИИК - анализ всех применяемых на предприятии методик выполнения измерений, испытаний и контроля; АМХИИК - анализ метрологических характеристик измерительного, испытательного и контрольного оборудования; АСОПР - анализ состояния обеспечения поверкой и ремонтом средств измерений, испытаний и контроля; АССПК - анализ степени соответствия показателей качества производимой продукции установленным требованиям к качеству.

Следует заметить, что численное значение веса оцениваемого вида работ, в предложенных диапазонах весов, необходимо производить по соответствующим для каждого вида работ разработанным квалиметрическим шкалам, учитывающим требования МИ 2240-98 [4, п.п.2.4, приложение1].

Так, например, для оценки такого вида работ, как АСДД, предлагается квалиметрическая шкала, представленная таблицей 2.

Квалиметрическая шкала оценивания работ предприятия по результатам анализа состояния действующей (нормативной, проектной, конструкторской, технологической) документации (АСДД)

На основании предложенной формулы ранжирования (табл.1) и разработанных квалиметрических шкал оценивания работ предприятия по МО (например, табл.2) предлагается разрабатывать матрицы количественного оценивания единичных показателей качества фактического состояния работ по МО, как подразделений предприятия, так и предприятия в целом. Форма матрицы, которая позволяет количественно оценить единичные показатели фактического состояния работ по МО подразделения предприятия «Х», с примером её заполнения для подразделения №1, представлена таблицей 3, а для предприятия «Х» в целом - таблицей 4.

Примечание к заполнению таблиц 3 и 4: вычисление численных значений оцениваемых единичных показателей качества фактического состояния работ по МО подразделений и предприятия «Х» в целом производится расчётом средних арифметических значений единичных показателей как для средств измерений, испытаний и контроля подразделений, так и для предприятия в целом.

Матрица количественного оценивания единичных показателей качества фактического состояния работ по МО подразделения №1 предприятия «Х» (пример)

Таблица 4.

Матрица количественного оценивания единичных показателей качества фактического состояния работ по МО предприятия «Х» (пример)

Вид оцениваемых работ	АСДД	АСОПП	АДМС	АМВИК	АМХИК	АСОПР	АССПК
Диапазон веса вида оцениваемых работ
№ п/п вида работ	1	2	3	4	5	6	7
Средства измерения и их количество в подразделении №1 (7 шт)	0.80	1.73	2.33	3.50	4.33	5.00	6.33
Средства измерения и их количество в подразделении №2 (10 шт)	0.70	1.62	2.02	3.10	4.12	4.50	6.13
Средства контроля и их количество в подразделении №1 (2 шт)	0.80	1.80	2.60	3.50	4.75	5.75	6.75
Средства контроля и их количество в подразделении №2 (3  шт)	0.60	1.64	2.20	3.00	4.25	5.15	6.25
Средства испытания и их количество в подразделении №1 (1  шт)	0.80	1.90	3.00	4.00	4.00	4.50	6.50
Средства испытания и их количество в подразделении №2 (1  шт)	0.6	1.40	2.40	3.50	4.5	5.5	6.0
Итого за предприятие	0.72	1.68	2.43	3.43	4.33	5.07	6.33

Для получения более полной статистической информации о качестве фактического состояния вида оцениваемых работ по МО подразделений и предприятия в целом, которое относится к случайному процессу (явлению), используя данные таблицы 3 и таблицы 4, можно также рассчитать такие известные и важные числовые характеристики полученной статистической совокупности данных как: среднее квадратическое отклонение (СКО) - s, характеризующее рассеяние случайных величин, к которым и относятся оцененные единичные показатели качества фактического состояния работ по МО подразделений и предприятия в целом; коэффициент вариации (n), характеризующий однородность статистической совокупности и стабильность этого случайного процесса (вида оцениваемых работ по МО); коэффициент корреляции  характеризующий зависимость между двумя статистическими совокупностями (видами оцениваемых работ).

Расчёт вышеуказанных числовых характеристик, а при необходимости и других числовых характеристик (начальных и центральных моментов более высоких порядков), можно автоматизировать, используя возможности электронных таблиц MICROSOFT EXCEL.

В связи с тем, что виды оцениваемых работ по МО, представленные в таблице 1, с точки зрения теории вероятностей и математической статистки, можно отнести к взаимно независимым случайным величинам, то при проведении расчётов числовых характеристик «s» и «n», как для подразделений предприятия (при оценке средств измерений, контроля и испытаний), так и предприятия в целом, их необходимо вычислять, применяя зависимости вида:

                              (3)

где s_1, s_{2, ...} s_n – значения СКО r_i – го показателя качества состояния системы МО средства измерения (средства контроля, средства испытания) подразделения (предприятия в целом);

                          (4)

где n_1, n_{2, ...} n_n – значения коэффициента вариации r_i – го показателя качества состояния системы МО средства измерения (средства контроля, средства испытания) подразделения (предприятия в целом).

Более полное и наглядное представление о фактическом состоянии вида оцениваемых работ по МО подразделений и предприятия в целом, а также динамику их развития, можно получить, используя статистические данные, представленные в таблицах форм таблицы 3 и таблицы 4, путём построения полигонов и (или) гистограмм частот или частостей видов оцениваемых работ МО, также используя, например, возможности электронных таблиц MICROSOFT EXCEL.