Методы оценки технического уровня машин

 

Введение

 

Произвести оценку ТУ нового токарного станка.

Цель работы:

- Выработка навыков  и умений по численному определению  технического уровня машин и другой технической продукции;

- Изучение методов  оценки технического уровня продукции;

- Освоение частных методик определения единичных показателей качества изделий;

• Получение навыков расчета показателей качества и технического уровня конкурентоспособных изделий.

План исследований

Оценка ТУ изделий  включает следующие этапы работы:

- определение методов  расчета значений показателей ТУ;

- расчет значений показателей ТУ;

- оценка ТУ и разработка  рекомендаций для принятия управленческих  решений.

Выбор номенклатуры показателей ТУ нового станка

Произвести выбор номенклатуры показателей качества для оценки технического уровня токарного станка, используя приведенный в табл. 1 перечень показателей. Выделить среди выбранных показателей единичные и комплексные показатели качества. Построить дерево свойств. Количество единичных показателей, входящих в состав комплексного показателя, не должно превышать 4-х. Общее число единичных показателей – 15.

Оформление результатов  выбора показателей качества:

Для последующих расчетов выбранные показатели качества свести в табл. 2., записывая сначала комплексный  показатель, а затем единичные показатели, входящие в него. В эту же таблицу занести результаты количественной оценки единичных показателей качества оцениваемого станка и базового образца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ п/п	Наименование показателей	Значение показателя станков					yi		qi	yiqi
		Базового Рiбаз	Нового Рi
			В.2	Q	Х
1	2	3	4	Х	Х		7		8	9
1 2 3 4   5 6 7 8 9 10   11 12   13   14 15 16 17	Производительность, шт/ч Точность обработки  по параметру А, мм Точность обработки  по параметру В, мм Шероховатость обработанной поверхности, мкм Срок службы до капитального ремонта, лет Гарантийный срок, лет Коэффициент блочности, ед Удельная трудоемкость, нормо-ч/кВт Удельная материалоемкость, кг/кВт Соответствие конструкции  требованиям техники безопасности, баллы Уровень шума, дБ Внешний вид, окраска, упаковка, качество отделки, баллы Применяемость унифицированных  и стандартных сборочных единиц, % Показатель патентной  защиты, ед Показатель патентной  чистоты, ед Цена станка, тыс. руб Эксплуатационные расходы, руб/ч	12 0,3 0,06 3   10 2 1 380 800   5 80 4     60 0,13 1 800 16	14 0,3 0,06 2   11 2,5 1 390 850   5 70 5     60 0,16 1 750 18	Q1 Q2 Q3 Q4   Q5 Q6 Q7 Q8 Q9   Q10 Q11 Q12     Q13 Q14 Q15				1,167 1 1 1,5   1,1 1,25 1 0,974 0,941   1 1,143 1,25     1 1,231 1	0,033 0,052 0,058 0,083   0,048 0,067 0,069 0,081 0,075   0,090 0,069 0,079     0,063 0,056 0,077	0,038 0,052 0,058 0,124   0,052 0,083 0,069 0,079 0,071   0,090 0,079 0,098     0,063 0,068 0,077

 

Дополнительные данные:

- Действительный годовой  фонд времени работы станков  – 4015 час

- Коэффициент загрузки  станков  – 0,75

 

Определение коэффициентов  весомости показателей качества экспертным методом.

Коэффициент весомости  – это количественная характеристика значимости данного показателя качества среди других показателей. Всегда должно соблюдаться правило:

 

где

qi – коэффициент весомости i-того показателя качества;

n – количество показателей качества.

Коэффициенты весомости  определяют расчетным или экспертным методом.

Коэффициенты весомости  устанавливаются заранее (на стадии выбора номенклатуры показателей качества).

 

Ранг эксперт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

Q5

Q12

Q1

Q7

Q3

Q14

Q8

Q9

Q2

Q4

Q6

Q10

Q13

Q15

Q11

2

Q1

Q2

Q5

Q13

Q10

Q12

Q3

Q6

Q6

Q15

Q11

Q8

Q9

Q7

Q4

3

Q6

Q7

Q9

Q11

Q15

Q14

Q13

Q5

Q5

Q4

Q8

Q10

Q2

Q3

Q12

4

Q2

Q3

Q11

Q1

Q4

Q13

Q14

Q8

Q8

Q5

Q6

Q9

Q7

Q10

Q12

 

Место объекта в ранжированном  ряду называется рангом. Численное значение ранга в ряду возрастающей шкалы порядка увеличивается от 1 до 15 (в данном примере).

2. Определены суммы  рангов Si каждого из показателей свойств экспертной оценки

Rij - ранг i-того показателя, назначенного j-м экспертом.

Q1 ; 

Q2 ; 

; 

; 

; 

; 

; 

;

3. Построен обобщенный ранжированный ряд по суммарным рангам (т.е. учитывается мнение всех экспертов)

 

Q1< Q5< Q2< Q14< Q3< Q13< Q6< Q7< Q11< Q9< Q15< Q12< Q8< Q4< Q10

 

 

4. Определить коэффициенты  весомости показателей качества  по формуле

,

 

где qi – коэффициент весомости i-того показателя качества;

Si – сумма рангов i-тых показателей качества, назначенных всеми экспертами;

Rij - ранг i-того показателя, назначенного j-м экспертом;

n – число экспертов;

m – число показателей качества.

Далее определить:

    ;

    ;

    ;

    ;

    q15= ;

 

 

Способ парных сравнений.

Эксперт 1

Объект j i объект	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	Пi1
1	0	1	1	1	-1	1	0	1	-1	1	-1	1	1	1	1	10
2	-1	0	0	1	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	1	1	1	8
3	-1	0	0	1	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	1	1	1	8
4	-1	-1	-1	0	-1	1	-1	-1	-1	0	-1	0	1	-1	-1	2
5	1	-1	-1	1	0	0	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	2
6	-1	-1	-1	-1	0	0	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	0
7	0	1	1	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	11
8	-1	1	1	1	1	1	0	0	0	1	1	1	-1	1	1	10
9	1	1	1	1	1	1	0	0	0	-1	-1	1	-1	1	1	9
10	-1	1	1	0	1	1	-1	-1	1	0	0	1	1	1	1	9
11	1	-1	-1	1	1	1	-1	-1	1	0	0	1	1	1	1	9
12	-1	-1	-1	0	1	1	-1	-1	-1	-1	-1	0	1	1	1	5
13	-1	-1	-1	-1	1	1	-1	1	1	-1	-1	-1	0	1	1	6
14	-1	-1	-1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	0	-1	3
15	-1	-1	-1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	1	0	4
∑(-1)	-10	-8	-8	-2	-2	0	-11	-10	-9	-9	-9	-5	-6	-3	-4	96

 

4. Далее работает рабочая группа. Она определяет вначале частоты  предпочтений i-того показателя, отданного j-тым экспертом по формуле

 

,

 

где Cj – общее число положительных оценок j- того эксперта.

В случае наличия равнозначной оценки показателей число положительных  оценок определяется по формуле

 

.

 

Для данных таблицы 1го эксперта будем иметь:

 

F1 1 = 10/ 96= 0,104;  F8 1 = 10/96= 0,104;

F2 1 = 8 / 96 = 0,083;  F9 1 = 9 / 96= 0,094;

F3 1 = 8 / 96 = 0,083;  F10 1 =9 / 96= 0,094;

F4 1 = 2 / 96 = 0,021;  F11 1 = 9/ 96= 0,094;

F5 1 = 2 / 96 = 0,021;  F12 1= 5 / 96= 0,052;

F6 1 = 0 / 96 = 0,000;  F13 1 =6 / 96= 0,063;

F7 1 = 11 /96= 0,115;  F14 1 = 3/ 96= 0,031;

F15 1 = 4/ 96= 0,042.

 

 

 

Таблица 3

i- показатель j-эксперт	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	0,104	0,083	0,083	0,021	0,021	0,000	0,115	0,104	0,094	0,094	0,094	0,052	0,063	0,031	0,042
2	0,101	0,101	0,091	0,03	0,091	0,03	0,101	0,061	0,051	0,101	0,000	0,02	0,081	0,121	0,020
3	0,07	0,04	0,06	0,08	0,07	0,08	0,07	0,05	0,08	0,08	0,06	0,08	0,04	0,06	0,070
4	0,069	0,069	0,079	0,069	0,089	0,109	0,059	0,069	0,059	0,049	0,069	0,069	0,09	0,04	0,049
	0,344	0,293	0,313	0, 2	0,271	0,219	0,345	0,284	0,284	0,324	0,223	0,221	0,274	0,252	0,181
	0,086	0,073	0,078	0,05	0,068	0,055	0,086	0,071	0,071	0,081	0,056	0,055	0,068	0,063	0,045

 

 

         Расчет значений показателей технического уровня станка

Оценку технического уровня можно произвести тремя методами:

- дифференциальным;

- методом комплексной оценки;

- методом интегральной оценки.

Способ 1 Оценка ТУ станка дифференциальным методом

По данному методу оценки ТУ рассчитываются отдельные относительные показатели ТУ продукции по формулам

 

 или   (i = 1, 2,….., m)

 

где m – число принятых для оценки ТУ показателей;

Pi, Piбаз – значение i-того показателя качества оцениваемого изделия и базового образца.

Вторая формула применяется  в том случае, когда абсолютное значение показателя характеризует  ухудшение качества продукции, например, материалоемкость, расход ресурсов, содержание вредных примесей в отходах и др.

Для рассматриваемого примера результаты вычисления значений относительных  показателей качества сведены в  таблицу 4.

 

у1=   у10=

у2=   у11=

у3=   у12=

у4=   у13=

у5=   у14=

у6=   у15=

у7=

у8=

у9=

 

Выводы: По всем показателям качества технический уровень станка выше или равен уровню базового образца, за исключением показателя технологичности. Возникает неопределенность в оценке ТУ. В таком случае, согласно общепринятой методике, все относительные параметры делим по значимости на две группы. В первую (основную) группу включаем показатели, характеризующие наиболее существенные свойства, а во вторую – второстепенные.

В нашем случае технологичность  является показателем одного из важных свойств станка, поэтому новый  станок по результатам оценки дифференциальным методом следует отнести к продукции, уступающей мировому уровню.

Способ 2. Оценка ТУ станка комплексным методом

Комплексная оценка уровня качества предусматривает использование  комплексного (обобщающего) показателя качества. Метод применяют, когда наиболее целесообразно оценивать ТУ сложных изделий только одним комплексным показателем (числом).

Комплексный показатель представляет собой некоторую функциональную зависимость от нескольких единичных показателей, характеризующих группу единичных свойств

 

 

U = 0,038+0,052+0,058+0,124+0,052+0,083+0,069+0,079+0,071+0,090+

+0,079+0,098+0,063+0,068+0,077=1,101

Вывод. Результаты показывают, что новый станок по ТУ превышает мировой уровень.

Способ 3. Оценка ТУ станка интегральным методом

При сроке службы изделия более одного года Рин вычисляют по формуле: