Качество и эффективность метрологического обеспечения

1 Качество и эффективность метрологического обеспечения

2.1 Общие положения

В соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 9001 – 2008  организация должна обеспечить мониторинг и измерения процессов и продукции (п.п.8.2.3, 8.2.4), а также  идентифицировать статус продукции по отношению к требованиям мониторинга и измерений на всех стадиях её жизненного цикла (п. 7.5.3).Общеизвестно, что затраты на измерения продукции и процессов системы менеджмента качества организации вносят значительную долю в себестоимость выпускаемой продукции.

Общие вопросы мониторинга и измерений в СМК рассмотрены в работе [1].

Одним из основных способов снижения затрат на измерения является повышение качества, а, следовательно, эффективности измерений.

Для повышения качества измерений необходимо решить следующие основные задачи:

а) разработать оптимальные (в смысле минимума затрат) методики выполнения измерений, включая минимизацию номенклатуры контролируемых параметров продукции [2-3];

б) произвести оптимальный выбор точности средств измерений по минимуму суммарных затрат, включающих затраты на средства измерений, на проведение измерений и потери, зависящие от качества измерений (ошибок первого и второго рода) [4];

Следует отметить, что наименее изученным остаётся вопрос влияния качества контролируемой продукции на качество и, соответственно, эффективность измерительного контроля. Остановимся более подробно на данном вопросе.

В традиционном представлении о качестве  изделия считаются одинаково качественными, если их параметры (показатели качества) входят в границы поля допуска, определённые в технической документации на каждый параметр. При этом потери качества в пределах допусков равны нулю.

Известный  японский   специалист   в  области  менеджмента качества Г. Тагути предложил иное представление о качестве. Согласно его представлениям о качестве  изделия являются качественными, если все параметры равны их номинальным значениям. Любое отклонение параметра от номинала приводят к потерям качества. При этом функция потерь является возрастающей от нуля в номинале до максимального значения на границах поля допуска. Г. Тагути высказал гипотезу о квадратичной функции потерь.

В рекомендациях РМГ 63-2003 [6] в качестве функции потерь при измерениях так же используют квадратичную функцию от среднеквадратического значения погрешностей измерения. Это не позволяет связать функцию потерь качества измерений с требованиями на измеряемый параметр, такими как допуски на параметры, а также с законами распределения вероятностей измеряемых параметров и статистическими свойствами погрешностей измерения.

Этих недостатков лишена модель для функции потерь качества измерений, определяемая ошибками первого и второго рода (рисками поставщика и потребителя), которые определяются и вычисляются с учётом допусков на измеряемые параметры и статистических свойств измеряемых параметров и погрешностей измерения.

Дальнейшее развитие преставления о функции потерь качества при отклонении значений параметров деталей и сборочных единиц на примере механических систем предложил В.В. Ефимов.

В своей работе [5] он применил  аппроксимацию функции потерь  в виде возрастающей экспоненты (аналогичной функции вероятности отказов). В статье приведён пример, интерпретирующий физический смысл потерь качества в зубчатой передаче при различной точности обработки деталей, входящих в сборочную единицу.

Оценка качества средств измерений и соответственно измерительного контроля имеет  развитую теоретическую и практическую основы. Прежде всего, очевидно, что идеальными измерениями являются измерения с нулевыми погрешностями (мультипликативной, систематической и аддитивной) и появление любой из названных погрешностей, отличной от нуля в определённой ситуации может привести к потере качества измерений. Например, при наличии аддитивной гауссовой погрешности с любым среднеквадратическим значением (больше нуля) измерения  значений параметров на границах поля допуска теряют смысл, так как вероятности ошибок первого и второго рода равны 0,5 и энтропия измерений максимальна и равна единице. Для мультипликативной и систематической погрешностей ошибки первого и второго рода также максимальны для параметров, принимающих граничные значения, и величина этих ошибок определяется статистическими свойствами этих погрешностей.

При известной модели затрат на измерения (затрат на средства измерений и проведение операций контроля), например, в виде функции обратно пропорциональной среднеквадратическому значению погрешности измерения, как предложено в рекомендациях РМГ 63-2003, можно определить суммарные затраты на измерения и потери качества измерений. Исследования авторов показали, что существуют минимумы суммарных затрат. Это позволяет обоснованно определять требования к точности средств измерений и оптимизировать затраты на средства измерений и на проведение операций измерительного контроля.