Методические основы совершенствования планов статистического приемочного контроля (на примере электромеханических измерительных приборов) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Методические основы совершенствования планов статистического приемочного контроля (на примере электромеханических измерительных приборов)"

^ ,0 ^ В г1.

всесоюзный ордена трудового красного знамени

научно-исследовательский институт сертификации продукции и аккредитации испытательных лаборатории

На правах рукописи

АНТИПОВ ВАЛЕРИЙ ГАВРИЛОВИЧ

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПЛАНОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО ПРИЕМОЧНОГО КОНТРОЛЯ

на примере электромеханических измерительных приборов

08. 00. 20 — „Стандартизация и управление качеством продукции"

05. 11. 14 — „Технология приборостроения"

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

москва 1992

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте, сертификации продукции и аккредитации испытательных лабораторий и на Могилев-Подольском приборостроительном заводе.

Научные руководители:

кандидат технических наук, Бендерский А. М., кандидат экономических наук, старший научный сотрудник, ; Богатырев А. А.

Официальные оппоненты:

' доктор технических наук,

профессор Кремнев Г. Р., ; кандидат технических наук,

доцент Гончаров Э. Н.

; Ведущее предприятие:

научно-производственное объединение «Ротор».

Защита состоится ¿^уСС^^С^^-- 1992 г.

на заседании специализированного совета К 041.06.02. во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сертификацйи продукции и аккредитации испытательных лабораторий по адресу:

123856, Москва, ГСП-1, Электрический переулок, д. 3, тел. 253-70-06, 253-32-57.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

вниис.

Автореферат разослан «-¿¿С-» 1992 г.

Ученый секретарь

специа.

гизированного совёММ^ [г'Ю. Д. АМИРОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

..Актуальность темы. Тема диссертации посвящена вопросу оценке;: ки качества продукции наиболее экономичными и современными методами с помощью статистического приемочного контроля.

При наличии значительного дефицита различных товаров в кризисный период экономики казалось бы, что вопросы качества выпускаемой продукции отогнут на второй план - важно иметь их достаточное количество.

Однако в действительности это далеко не так. Качество выпускаемой продукции всегда было, есть и будет серьезной проблемой для любого производителя.

Кризис в экономике - явление временное. И уже сегодня переход к рынку заставляет задумываться поставщиков о конкурентоспособности своей продукции как на внутреннем, так и на внешнем уровнях. В этих условиях успеха можно достичь за счет высокого технического уровня, относительно низкой цены и высокого качества продукции.

С вопросами качества, его правильной оценки, ежедневно сталкивается не только поставщик, но и потребитель, заказчик, представители контролирующих органов. Для всех них является важным выбор оптимального и наиболее эффективного с экономической точки зрения метода оценки качества.

Для предотвращения возможных разногласий совершенно необходимо, чтобы и поставщик и потребитель умели владеть и правильно применять одни и те же методы оценки качества. Их характеристики должны оговариваться еще при составлении договоров или контрактов на поставку продукции. Ни в отечественной, ни в зарубежной технической литературе нет научно обоснованных рекомендаций на этот счет. Пока это происходит по интуиции договаривающихся сторон. При этом возможны ошибки, влекущие за собой значительные материальные убытки. Необходимость устранения этого недостатка несомненна. В процессе проведения статистического приемочного контроля важным является оптимальность выбранного плана контроля, который зависит от многих, не всегда поддающихся математическому описанию случайных факторов. В отечественных, зарубежных и международных стандартах по статистическому приемочному контролю они просто не учитываются, что существенно снижает эффективность при их использовании на практике.

Отсутствуют они и в литературных источниках.

Целью работы является разработка методических основ совершенствования планов статистического приемочного контроля / на примере электромеханических измерительных приборов/

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработка методики учета влияния внешних и внутренних факторов на планы выборочного контроля.

2. Разработка методики определения приемочного уровня дефектности с учетом влияния внешних и внутренних факторов.

В процессе исследования возникла необходимость решить и некоторые сопутствующие задачи, в том числе:

разработка оригинальной системы классификации и кодирования внешних и внутренних факторов, влияющих на планы выборочного контроля с целью возможного использования современных средств вычислительной техники,

разработка математической модели учета влияния внешних и внутренних факторов,

определение критериев эффективности планов статистического приемочного контроля,

составление общего алгоритма исследования. Методологические основы. Работа выполнена на стыке двух наук: стандартизация и управление качеством продукции и технология приборостроения. .;

При этом использовался отечественный и зарубежный опыт применения статистических методов управления качеством продукции с учетом работ, проводимых в рамках международных организаций по стандартизации ИСО, ЕОКК, ЮК и др.

В работе использованы законы теории вероятностей, математической статистики, методы системного анализа, математического моделирования, теории корреляции, экспертных оценок.

Обьектом исследования является система оценки и контроля качества, применяемая в производстве электромеханиче -ских измерительных приборов, в том числе приборов по конт -ролю температуры, давления, расхода жидкости или газа, силы ветра и др., являющийся наиболее чувствительными к воздей -ствию внешних и внутренних факторов влияния.

Научная новизна.

Г. Разработана модель формирования научно-обоснованных планов статистического приемочного контроля для реализации управляющих решений при оценке качества продукции.

2. Разработана математическая модель учета влияния внешних и внутренних факторов на планы выборочного контроля.

3. Разработана методика определения значений приемочного уровня дефектности с учетом влияния внешних и внутренних факторов. При этом рассмотрены варианты оценки качества продукции как по доле дефектных изделий, так и по взвешиванию дефектов с различным числом сочетаний вопросов и оценок.

Впервые получены:

корреляционные модели связей внешних и внутренних факторов, влияющих на выбор оптимальных планов статистического приемочного контроля,

классификация внешних и внутренних факторов влияния с учетом возможности их машинной обработки при количественных оценках,

научно-обоснованное определение соответствующих значений приемочного уровня дефектности с учетом влияния внешних и внутренних факторов.

Практическая ценность работы.

1. Обеспечение более высокой степени достоверности результатов контроля качества продукции.

2. Обеспечение однозначности взаимного признания результатов оценки качества продукции поставщиком, потребителем или пред -ставителем другой незаинтересованной стороны.

3. Обоснованное назначение планов выборочного контроля при заключении договоров или контрактов на поставку продукции.

4. Повышение научно-технического уровня разделов "Приемка" и"Методн контроля" в ТУ или стандартах на конкретные виды продукции.

5.Обоснование выбора сплошного или выборочного вида контроля.

6. Разработанные методики носят межотраслевой характер и могут быть применены практически в любой отрасли промышленности.

7. Материалы диссертации использованы при разработке: межотраслевых рекомендаций Р-50-110-89 "Приемочный контроль качества продукции. Основные положения." Издательство стандартов, 1990г.,

рекомендаций по оценке точности и стабильности технологических процессов, оборудования, ВНШС, 1991г.,

проекта рекомендаций по организации внедрения статистических методов управления качеством продукции на предприятиях, ВНШС, 1992г,

методики "Статистические методы управления качеством продукции на предприятиях", ВНИИС, 1992г.

Апробация работы.

Материалы диссертации апробированы на Могилев-Подольском приборостроительном заводе, Могилев-Подольском машинострои -тельном заводе имени С.М.Кирова, НПО "Винницкий завод трак -торных агрегатов", Винницком заводе "Терминал", Орловском объединении "Промприбор".

Основные положения диссертации доложены на Всесоюзной конференции по качеству продукции в Москве, /ноябрь, 1985г./,

конференциях по качеству Советов начальников ОТК при Госстадарте СССР в г.Пензе /февраль,1986г./, в г.Самаре /апрель , 1987г . /, в г.Виннице /ноябрь,1988г./, в г.Могилеве -Подольском /июнь, 1989г./,

. семинаре "Проблемы разработки современных технологических систем в машиностроении" /Одесса,сентябрь,1987г./,

семинарах по качеству Бонскогои института управления ФРГ /май,1990г., май,1991г./,

заседании секции НТС ВНШС /декабрь, 1991г./.

Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в 12 работах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ состояния вопроса об определении оптимальных планов статистического приемочного контроля в отечественной и зарубежной практике. При этом рассматривались существующие методики применения статистического приемочного контроля по альтернативному признаку, планы контроля Доджа-Ромига, планы непрерывного статистического контроля, особенности применения статистического приемочного контроля по количественному признаку, использование контрольных карт.

На основе изучения специальной отечественной и зарубежной литературы по статистическим методам контроля, а также прахти -ческого опыта применения этих методов на предприятиях, в том числе на зарубежных, в частности ФРГ, Японии, США и других стран, в ходе анализа установлено, что статистические методы контроля качества продукции широко используются во всем мире из-за их от- • носительной простоты, доступности и экономичности.

Применение статистических методов контроля качества продукции на предприятиях нашей страны пока не имеет такого массового характера, как на фирмах западных стран, хотя приоритет в области теории принадлежит СССР. Этому способствует целый ряд обьек -тивных и субъективных причин. Однако даже широкое использование существующих методов статистического приемочного контроля не всегда приводит к желаемым результатам.

Высока вероятность неоднозначности в оценках качества продукции со стороны поставщика и потребителя, контролирующего органа или экспертов. В результате этого возникают разногласия при составлении договоров или контрактов между поставщиком и потребителем в вопросах оценки качества поставляемых товаров. Установлено также, что эффективность статистического приемочного контроля во многом зависит от оптимальности выбранного плана контроля, который представляет собой совокупность данных об объеме выборки и контрольных нормативах. Исходаыми данными для обоснования выбора оптимального плана статистического приемочного контроля по аль -тернативному признаку, например, являются: объём контролируемой партии, уровень и вид контроля, уровень дефектности(приемочный

АОЬ или браковочный ), тип плана выборочного контроля, контролируемые свойства продукции и виды дефектов.

При выборе плана контроля обычно пользуются РД 50-605-86 "Методические указания по применению стандартов на статистический приемочный контроль", которые выбираются из соответствующих государственных стандартов, стандартов ИСО. Так, при использо -вании одноступенчатых, двухступенчатых, многоступенчатых и пос -ледовательных планов выборочного контроля качества продукции по альтернативному признаку для всех видов продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления, в том числе готовой продукции, полуфабрикатов, комплектующих изделий и материалов, поступающих на контроль в виде одиночных или последовательных партий, целесообразно руководствоваться требо -ваниями ГОСТ 18242-72 <СТ СЭВ 548-77 ; СТ СЭВ 1673-79).

В случае контроля одиночных партий по альтернативному признаку выбор плана контроля осуществляется на основе анализа one -ративной характеристики, представляющей собой зависимость веро -ятности приемки партии продукции от величины, характеризующей качество этой партии. При этом контролируемые свойства продукции для каждого его конкретного вида и для каждой, предъявляемой на контроль партии, предполагаются неизменными, застывшими параметрами.

В реальных условиях контролируемые свойства продукции являются зависимыми случайными величинами. Они варьируются в зави -симости от условий, в которых эта продукция изготавливается и контролируется, точнее от влияния внешних и внутренних факторов по отношению к-контролируемым свойствам. Ни в отечественной, ни в зарубежной литературе по статметодам этот вопрос не отражает -ся." Возникает необходимость разработки математической модели учета внешних и внутренних факторов, что существенно повлияет на достоверность результатов оценки качества.

В главе 2 разработана математическая модель учета влияния внешних и внутренних факторов на оптимальные планы статистичес кого приемочного контроля. Установлено, что достоверность реэул татов контроля пропорциональна числу учитываемых факторов. Мак симальный учет всех факторов предложено решить с помощью ориги

нальной классификации и системы кодирования всей имеющейся о них информации. При этом использованы фасетный параллельный и серийно-порядковый методы кодирования.

Учитывая вероятностный характер поведения внешних и внутренних факторов, их суммарное воздействие на контролируемые свойства определяется как алгебраическая сумма комплекса переменных величин, подчиняющихся законам теории вероятностей.

Влияние внешних и внутренних факторов на контролируемые свойства продукции, в случае их дискретности, когда они носят вероятностный характер, может быть задано в виде логических таблиц, которые вводятся в массив числового материала программы на ЭВМ. При непрерывном характере случайных факторов Х^ и

Жг математическое ожидание М иф дисперсия их суммы определяются по формулам:

Л^ГУ^/^^г^* 17 ' <ъц,±*е)* 1 г

что соответствует общему закону сложения дисперсий при условии, что рассматриваемые средние значения ¿л и £ факторов суще -ствуют. Здесь 0"*,. и <7^ - средние квадратические отклонения случайных факторов, ~ значение с о V . В более общем слу -чае (при большом количестве факторов)

(01 о )- а* + ¿>: ,

1'=/ ' £ -V

где СХ - коэффициент весомости случайного фактора, с - ---~ число учитываемых факторов, К - учитываемое число воздействий каждого фактора.

д

Суммарное воздействие двух независимых дискретных случай величин внешних и внутренних факторов )(^ и Х^ определ ся по формуле:

Ф [<]= Ф«\*

<г+*г < - оо

= /сф(*-*г) о!

— СЮ

При этом вероятность их суммарного воздействия выразите; тождеством: \ о / \

5 ?Р<1ХГ*<)РгЩ'.

хг

В случае, когда факторы и Хг непрерывны, их сумм

ное воздействие определяется функцией : —

где индексы I и 2 относятся соответственно к распределениям и •

Вероятность при этом определяется функцией:

где $ - суммарное воздействие факторов, "Yy - некоторая функция, определяющая характер воздействия.

В случае, если X - X { + -(-•-' ^ есть

сумма фиксированного числа независимых случайных величин

Ф Ф и) * Фу и)* ;

If) - *<(у) ■ ' if)

и5если существуют рассматриваемые выражения, то

l°x txj = ) *%(*}*■■■ Wi

(Л;

М* = £ = ¿1 «£.' ;

j Z-t

- £к\

С - -г

И

где семиинварианта 2 -го порядка величины

Установлено, что для повышения достоверности результатов контроля для составления эффективных планов необходимо определить целевые функции объема выборки

и приемочного уровня дефектности

где индексы Т и Э относятся соответственно к учету влияния внешних и внутренних факторов, полученных теоретическим путем и экспериментально. При этом очень важно правильно определить соответствующие значения приемочного уровня де -фектности Дфи , единой методики по определению которых не существует. '

В главе 3 определена роль Лу/Д как главной составляющей плана выборочного контроля, определяющей сбалансированность интересов поставщика и потребителя.Разработан системный подход к определению соответствующих значений приемоч -ного уровня дефектности,который,в отличие от интуитивного, действовавшего до настоящего времени,предполагает заведомое равенство /или согласованное неравенство/ рисков поставщика и потребителя.При этом учтены условия согласования

№1 в

зависимости от оперативных характеристик и правил перехода от нормального к усиленному или ослабленному контролю, а также особенности действующей на предприятии системы обеспечения качества. Исследованы возможные варианты поведения характеристик качества и возникновения дефектов.Разработана методика определения значений приемочного уровня дефектности с помощью метода взвешивания дефектов. Теоретическое обоснование определения значений Апроведено:

а/ для контроля по доле дефектных изделий,

б/ для контроля по числу дефектов на 100 -единиц изделий.

Разработаны схемы последовательности операций по определению приемочного уровня дефектности с учетом влияния внешних и внутренних факторов и весомости дефектов. Определена методика учета затрат при выборочном контроле.

В главе 4 дано технико-экономическое обоснование теоретических разработок,а также экспериментальное подтверждение результатов исследования и теоретических выводов на примере конкретного производства. Так в соответствии с разработанной

методикой проведен анализ качества выпускаемой продукции и

Т9

определены наиболее эффективные планы статистического приемочного контроля на Могилев-Подольском машиностроительном заводе имени С.М.Кирова, НПО "Винницкий завод тракторных агрегатов, Могилев-Подольском приборостроительном заводе.

Установлено, что учет влияния внешних и внутренних факторов на планы выборочного контроля существенно повышает достоверность результатов. Получение более достоверной информации позволяет правильно и оперативно вырабатывать управляющие решения. В результате внедрения предложенных разработок на всех контролируемых предприятиях снизились потери от брака, а также затраты на саму организацию контроля.

Используя разработанную в главе 2 диссертации систему классификации и кодирования внешних и внутренних факторов, были составлены специальные программы учета этих факторов с помощью ЭВМ.

Практически доказано, что чем больше факторов учитывается в расчетах, тем более достоверными будут результаты. Однако при этом не следует превышать их некоторый предел, характеризуемый практической целесообразностью.Достаточность числа учитываемых факторов можно проверить и геометрически с помощью построения оперативной характеристики конкретного плана контроля по выполнению условия равенства /или оговоренного неравенства/ рисков поставщика и потребителя. В случае, когда эти риски примерно равны, можно считать, что условие эффективности соблюдено, значение приемочного уровня дефектности выбрано правильно, а количество учитываемых внешних и внутренних факторов принято достаточным. В противном случае утверзвдение о достаточности учитываемых факторов будет не правомерным. Следует помнить, что большое число учитываемых факторов может значительно усложнить процедуру расчетов настолько, что незначительное повышение степени достоверности может стать не выгодным по сравнению с затратами,связанными с их

определением и аналитическими подсчетами суммарного воздействия.

Использование системного подхода при определении главной составляющей плана выборочного контроля - значений приемочного уровня дефектности AQb по методике, разработанной в главе 3, су -щественно повлияло на сбалансированность интересов поставщика и потребителя в части оценки качества выпускаемой продукции. Разра -ботанные согласно приведенных рекомендаций оптимальные планы ста -тисткческого приемочного контроля, включенные в раздел "Приемка" технических условий на выпускаемую продукцию, снизили число рекламаций, существенно уменьшили затраты на исправление брака.

Анализ процессов использования на практике разработанных оптимальных планов статистического приемочного контроля показал, что статистический контроль качества изготовления продукции эффективен только при стабильном технологическом процессе и достоверном учете данных: о количестве деталей, не принятых ОТК и возвращенных на доработку в цех; о количестве деталей, забракованных окончательно; о количестве деталей, предъявленных и принятых со второго предъявления; о количестве и причинах рекламаций, поступивших от потребителей по готовым изделиям; об уровне дефектности продукции.

Использование указанных выше данных, а также методов взвеши -вания дефектов позволяет разрабатывать мероприятия по обеспечению стабильности технологических процессов, точности технологического оборудования, совершенствованию и оптимизации технологических операций, обеспечивающих заданный уровень качества продукции.

Приложение содержит информационные, статистические материалы и программы расчетов на ЭВМ суммарного воздействия внешних и внутренних факторов на контролируемые параметры.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДИ

1. На основе системного анализа предложена методика по определению оптимальных планов статистического приемочного контроля.

2. Разработана модель формирования научно обоснованных планов контроля для реализации управляющих решений при оценке качества продукции.

3. Разработана система классификации и кодирования информации о внешних и внутренних факторах, влияющих на планы выбороч -ного контроля, позволяющая применять современную вычислительную технику.

4. Разработана математическая модель учета влияния внешних и внутренних факторов на планы выборочного контроля.

5. Предложена методика определения оптимального соотношения учитываемых факторов и уровня материальных затрат.

6. Определены наиболее применимые варианты выборочного контроля и их сочетания.

7. Получено экспериментальное подтверждение теоретических разработок на примере производства электромеханических изыери -тельных приборов.

8. Разработаны типовые программы расчета на ЭВМ.

9. Разработанные в диссертации методические основы опреде -ления оптимальных планов статистического приемочного контроля могут быть использованы и в других отраслях промышленности.

10. Материалы диссертации использованы при разработке:

а). межотраслевых рекомендаций Р-50-1Ю-89 "Приемочный контроль качества продукции. Основные положения". Издательство стандартов, 1990 г. ;

б). рекомендаций по оценке точности и стабильности технологических процессов (оборудования), ВНИИС, 1991 г. ;

в), проекта рекомендаций по организации внедрения статистических методов управления качеством продукции на предприятиях, . ВНИИС, 1991 г. ;

г) методики "Статистические методы управления качеством продукции на предприятиях".

Основные положения и результаты исследования опубликованы в следующих работах:

I. Антипов В.Г., Богатырев A.A. Статистический контроль качества продукции на предприятиях, работающих в условиях госприемки: "Стандартизация и качество продукции в СССР", 1989, №7

2. Антипов В.Г., Богатырев A.A. Влияние внешних и внутрен -них факторов на выбор оптимальных лланов статистического прие -мочного контроля - "Стандартизация и качество продукции в СССР, 1989, № 9.

3. Антипов В.Г. Приемочный контроль качества продукции. Основные положения Р 50-110-89. - М: Издательство стандартов, 1989.

4. Антипов В.Г. Классификация информации о внешних и внут -ренних факторах, влияющих на планы выборочного контроля качества продукции - Классификаторы и документы, 1990.

5. Антипов В.Г. Организация контроля качества продукции на фирмах ®Г - Стандартизация и качество продукции в СССР, 1990, № 3.

6. Антипов В.Г. Некоторые вопросы обоснования и выбора приемочного уровня дефектности - М: Издательство стандартов, 1991.

7. Антипов В.Г. Учет экономических факторов при определении оптимальных планов статистического приемочного контроля. Киев. Наукова думка, 1991,

8. Антипов В.Г. Некоторые вопросы статистического анализа рынка в системе управления качеством продукции - Могилев-По -дольский, "Наддаестрявская правда", 1991 .

9. Антипов В.Г, Роль статистических методов в управлении качеством продукции. Киев. "Вища школа", 1991.

10. Антипов В.Г. Экстремальные ситуации в процессах стат -регулирования Днепропетровск: пЦром1нь", 1991 .

11. Антипов В.Г. Мативационная модель качества труда на предприятии - "Стандартизация и качество продукции в СССР", 1991, № 10.

12. Антипов В.Г. Некоторые особенности "применения персональных ЭВМ при статистическом контроле качества продукции - приложение к журналу "Стандарты и качество" 199f. № 4.