Основные принципы квалиметрии

Чтобы правильно классифицировать и анализировать методы количественной оценки качества объектов, прежде всего необходимо ознакомиться с теми общими принципами, которые лежат в основе такой оценки. При всем разнообразии подходов к квалиметрической оценке качества продукции, практикуемых в разных странах и в разных отраслях производства, можно выделить ряд существенных особенностей, присущих всем без исключения такого рода оценкам, проводившимся до настоящего времени. Эти особенности как бы связывают между собой на первый взгляд значительно отличающиеся друг от друга методы количественной оценки качества, обеспечивая тем самым их внутреннее единство. Поэтому есть все основания считать, что эти особенности и отражают те основные принципы, на которых базируется квалиметрия. Рассмотрим эти принципы.

1. В квалиметрии качество любого объекта (предмета, процесса) рассматривается как некоторая иерархическая совокупность свойств, полезных с точки зрения удовлетворения индивидуальных и общественных потребностей, причем каждое свойство некоторого i-го уровня определяется соответствующими ему свойствами вышестоящего (i+1)-го уровня (i=0,1,2,…,m).

При этом важно отметить, что в этом случае качество продукции рассматривается с точки зрения не индивидуальных потребностей какого-то конкретного человека, а с точки зрения среднестатистических потребностей некоторой социальной группы потребителей данного продукта труда.

При моделировании качества продукции в виде иерархической структуры свойств для удобства можно принять, что качество, как некоторое наиболее обобщенное, сложное свойство продукции, находится на самом низком, нулевом уровне иерархической совокупности свойств, а составляющие его менее обобщенные свойства – на более высоком, первом уровне иерархии. В свою очередь, каждое из этих свойств также может состоять из некоторого числа еще менее общих свойств, лежащих на еще более высоком, втором уровне рассмотрения, а в некоторых случаях и на высших уровнях. При этом выделенные свойства второго уровня разлагаются на менее общие свойства следующего по высоте третьего уровня и т.д. Возникает так называемое иерархическое дерево свойств, число уровней рассмотрения которого может неограниченно возрастать. Строя иерархическую структуру свойств, желательно подняться до такого высокого m-го уровня рассмотрения, на котором будут располагаться так называемые простые свойства, не разлагаемые на какие-либо другие менее общие свойства при данной глубине исследования объекта оценки качества. Нужно отметить, что простые свойства являются таковыми только в данный момент, при данном уровне знаний. С прогрессом науки и накоплением знаний об оцениваемых объектах свойства качества, считавшиеся ранее простыми, могут становиться разложимыми на другие, еще менее общие свойства и, таким образом, переходить из разряда простых – в разряд сложных. В общем виде иерархическую структуру свойств («дерево» свойств), определяющих качество любого объекта, можно представить следующим образом:

Свойства

m-го уровня

_ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Свойство

2-го уровня

_ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Свойство

1-го уровня

_ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Свойство

0-го уровня

(качество в целом,

т.е. наиболее

обобщенное

свойство)

Уровни Иерархическая структура свойств («дерево» свойств)

рассмотрения качества объекта

свойств

Рисунок 9 – Моделирование качества объекта в виде иерархической структуры свойств («дерева» свойств)

Анализ этой структурной схемы позволяет сделать вывод, что качество продукции представляет собой систему свойств, причем отдельные свойства качества играют роль элементов (своеобразных «кирпичиков») этой сложной разветвленной системы. Следует отметить, что набор свойств, характеризующих качество продукции, зависит от её назначения, цели оценки качества и от условий использования продукции. Очевидно, что номенклатура свойств, учитываемых при оценке качества с целью выбора лучшего варианта проекта при создании новой продукции будет отличаться от той номенклатуры свойств, которую следовало бы учесть при исследовании динамики качества продукции во времени. Что касается учета условий использования продукции, то, например, состав свойств, учитываемых при оценке качества микросхем, предназначенных для работы в бытовой радиоаппаратуре, очень сильно будет отличаться от того состава свойств, которые необходимо было бы учесть при оценке качества того же типа микросхем, предназначенных для использования в космической аппаратуре.

Если цель оценки качества и условия использования продукции определены, то состав учитываемых свойств качества определяется по принципу необходимости и достаточности. При этом требование необходимости может проверяться по критерию «существенности свойств». В соответствии с этим критерием, нужно учитывать такое число свойств, которое детерминирует состояние системы (в данном случае позволяет говорить о качественном отличии одной вещи от другой, одного продукта труда от другого). Что касается требования достаточности, то здесь для проверки его выполнения можно воспользоваться критерием «влиятельности свойства», в основе которого лежит оценка влияния, которое оказывает учет данного конкретного свойства на оценку качества объекта в целом. Если это влияние незначительно, т.е. не превышает некоторого заранее принятого порогового значения, то такое свойство можно не учитывать. Само же пороговое значение в каждом конкретном случае должно определяться индивидуально с учетом многих факторов (прежде всего, назначения продукции, цели оценки её качества, условий использования и т.д.).

При построении иерархической структуры свойств качества продукции номенклатуру наиболее общих свойств, составляющих 1-ый уровень рассмотрения, можно сформировать, используя рекомендации РД 50-64-84 «Методические указания по разработке государственных стандартов, устанавливающих номенклатуру показателей качества групп однородной продукции». Причем, наименования общих свойств принимают соответствующими наименованиям выделенных там комплексных показателей качества, например, свойства назначения, надежности, эргономические свойства, эстетические свойства и т.д. В этих же методических указаниях для отдельных комплексных показателей качества содержатся рекомендации по их декомпозиции, что также может использоваться для разложения сложных свойств на менее обобщённые при построении иерархических структур свойств качества различных оцениваемых объектов.

2. Измерение отдельных свойств или качества объекта в целом в конечном итоге должно завершаться вычислением относительного показателя качества К.

Отдельные свойства, составляющие иерархическую структуру качества оцениваемого объекта, в результате их измерения могут получать численные характеристики P_ij, называемые абсолютными показателями этих свойств (j – номер свойства, лежащего на i-ом уровне иерархии; j=1, 2,…,n; i=1, 2,…,m). Однако, абсолютные показатели сами по себе ничего не говорят о свойствах с точки зрения «много-мало», «хорошо-плохо», «достаточно-недостаточно» и т.д. Иначе говоря, абсолютные показатели не дают информации об уровне оцениваемых свойств. Например, известно, что долговечность некоторого прибора составляет 1000 часов. Но такой показатель не характеризует уровень этого свойства, т.е. не позволяет ответить на вопрос хорошо это или плохо. Для систем кратковременного действия такой срок службы может оказаться вполне достаточным, а технический манометр с долговечностью 1000 часов не может быть использован для общепромышленных целей.

Необходимо отметить, что уровень качества объекта в целом или какого-либо его отдельного свойства дает наиболее важную и законченную информацию о качестве вообще и о свойстве – в частности. Поэтому чаще всего конечным результатом оценки свойств объекта является не абсолютный показатель P_ij, а относительный – К_ij, характеризующий уровень оцениваемого свойства.

Как известно, относительный показатель качества К_ij представляет собой функцию двух абсолютных показателей – показателя качества оцениваемого объекта P_ij и принятого за базовый P_ij^баз, а именно:

К_ij=f (P_ij; P_ij^баз),

Но если величина P_ij является постоянной характеристикой, имманентно присущей оцениваемому свойству объекта, то величина P_ij^баз зависит не только от самого свойства, но и от выбранной для сравнения базы (эталона), т.е. при постоянном значении P_ij могут быть различные значения P_ij^баз. А это означает, что уровень любого свойства, выражаемый относительным показателем качества К_ij, зависит не только от его количественного содержания или интенсивности, но и от выбранного базового показателя качества P_ij^баз. Иначе говоря, вне выбранного эталона нельзя говорить об оценке уровня качества объекта вообще. Из всего этого следует, что всякая оценка уровня качества какого-либо объекта зависит от того, для какой цели и для каких условий его использования делается эта оценка (факторов, определяющих выбор эталона для сравнения). Поэтому один и тот же объект может иметь несколько различных оценок уровня его качества.

3. Относительный показатель или уровень качества объекта К определяется в квалиметрии с точки зрения не индивидуальной потребности какого-то конкретного субъекта, а с точки зрения общественной потребности, в роли которой часто фигурирует средняя потребность большинства членов общества.

Это один из наиболее важных принципов квалиметрии и обосновывается он тем, что теория не может учитывать каждого индивидуума в отдельности с его частными запросами и притязаниями, поскольку теория всегда абстрактна.

4. В процессе оценки уровня качества различные оценочные шкалы или шкалы измерения, используемые для отображения абсолютных показателей свойств качества объекта P_ij обязательно должны быть трансформированы в одну общую (единую) шкалу (принцип трансформации шкал).

Как известно, при построении иерархической структуры свойств качества любого объекта на самом высоком m-ом уровне рассмотрения располагают простые (т.е. не разлагаемые на менее обобщенные) свойства качества. Каждое из них имеет свою специфическую шкалу измерения или оценки, является безразмерной или размерной величиной, имеющей соответствующую размерность и чаще всего выражается в физических единицах измерения (м, кг, с, и т.д.) или некоторых условных единицах (например, баллах). В соответствии с первым принципом квалиметрии, свойства любого уровня рассмотрения в рамках иерархии – от нулевого до (m-1)-го включительно – в конечном итоге определяются простыми свойствами m-го уровня рассмотрения. Это означает, что и показатель любого свойства, в том числе и показатель качества объекта в целом (уровень его качества), зависят от абсолютных показателей простых свойств P_mj. Таким образом, чтобы вычислить показатель качества оцениваемого объекта в целом, нужно свести воедино все показатели простых свойств P_mj. Но такое непосредственное сведение вместе этих показателей невозможно, так как все они представлены в разных оценочных шкалах или шкалах измерения и выражены в различных оценочных единицах или единицах измерения. Поэтому, чтобы от абсолютных показателей свойств m-го уровня P_mj перейти к показателям всех остальных свойств, вплоть до нулевого уровня, т.е. до показателя качества объекта в целом, необходимо с помощью специальных приемов, на единой методологической основе, перевести все простые свойства из шкал с разными размерностями в шкалу, имеющую единую размерность, в частном случае – в безразмерную шкалу. Эта операция носит название трансформации шкал. Следует отметить, что иногда абсолютные показатели простых свойств P_mj могут приводиться к одному комплексному показателю, находящемуся на одном из более низких уровней рассмотрения, например, на уровне (m-1), и без операции трансформации шкал. В этом случае в математическую модель абсолютного показателя более общего свойства Р_(m-1)j абсолютные показатели простых свойств P_mj могут входить в виде слагаемых, сомножителей, показателей степеней и т.д. Так, например, иногда для характеристики степени совершенства некоторых измерительных приборов используется такой комплексный показатель качества, как энергетический порог чувствительности С, вычисляемый по формуле:

С=g²Pt,

где g – погрешность измерительного прибора;

P – потребляемая мощность;

t – время установления показаний.

Однако, и в этом случае, чтобы перейти от уровня (m-1) к следующему уровню (m-2) иерархии свойств качества, а тем более, от первого уровня к нулевому, все равно необходимо привести все абсолютные показатели Р_ij к некоторой общей (единой) оценочной шкале или шкале измерения.

5. Каждое свойство, определяющее качество оцениваемого объекта, в полной мере определяется двумя числовыми характеристиками или параметрами – относительным показателем качества К и коэффициентом весомости М.

В квалиметрии считается, что любое свойство оцениваемого объекта, находящееся на любом уровне рассмотрения иерархической структуры свойств, определяющих качество данного объекта, может быть количественно охарактеризовано в полной мере с точки зрения квалиметрии двумя числовыми параметрами: относительным показателем качества К, характеризующим уровень оцениваемого свойства и коэффициентом весомости М, характеризующим важность или значимость рассматриваемого свойства в отношении качества объекта в целом.

Следует отметить, что в некоторых методиках оценки качества конкретных объектов размеры оценочных шкал или шкал измерения их отдельных свойств приняты неодинаковыми для разных свойств – большие по размерам шкалы установлены для более весомых свойств. В этом случае относительные показатели качества К¢, которые определяются в разных по размерам шкалах, уже косвенно аккумулируют в себе и параметры весомости оцениваемых свойств М. Иначе говоря, всякая оценка свойства в виде относительного показателя качества К¢ при таком подходе к оценке качества объекта будет включать в себя как собственно относительный показатель качества К, так и коэффициент весомости оцениваемого свойства М.

Тем не менее, следует констатировать как факт, что в большинстве известных методик оценки качества различных объектов, используемых в разных отраслях, параметры К и М выступают отдельно и независимо один от другого. При этом встречаются методики, в которых весомости свойств вообще не учитываются, но это можно условно рассматривать как частный случай учёта весомостей, характеризующийся выражением:

М_ij=const.

6. Сумма коэффициентов весомости свойств одного уровня рассмотрения в рамках иерархической структуры свойств, определяющих качество оцениваемого объекта должна быть величиной постоянной, т.е. должно соблюдаться условие:

å М_ij=const

В большинстве методик оценки качества объектов принимается, что сумма коэффициентов весомости всех свойств, находящихся на одном и том же i-ом уровне рассмотрения, подчиняется зависимости:

М_ij=1,

где n –общее число свойств, определяющих качество рассматриваемого объекта и располагающихся на i-ом уровне рассмотрения;

Таким образом, в данном случае коэффициент весомости любого свойства должен подчиняться неравенству:

0 £ М_ij £ 1.

Однако, встречаются и методики, в которых сумма коэффициентов весомости всех свойств одного уровня рассмотрения принимает значения большие единицы, например:

М_ij=10;

М_ij=100.

Несмотря на это, все эти методики подчиняются одному общему правилу: коэффициенты весомости всех свойств, находящихся на одном уровне рассмотрения, связаны друг с другом так, что их сумма всегда остается постоянным, заранее заданным числом, т.е. является неизменной. Иначе говоря, увеличение коэффициента весомости какого-то одного свойства может происходить лишь за счет соответствующего уменьшения коэффициентов весомости каких-то других свойств этого же уровня рассмотрения.

При построении шкалы коэффициентов весомости свойств оцениваемого объекта на них могут накладываться и некоторые другие ограничения. Но в любом случае должно соблюдаться одно общее правило: для всех свойств на одном и том же уровне рассмотрения должен быть выдержан единый принцип построения шкалы коэффициентов их весомости М_ij.

7. Показатели качества и коэффициенты весомости свойств i-го уровня рассмотрения в рамках иерархической структуры свойств, характеризующих качество оцениваемого объекта, определяются требованиями со стороны связанного с ними свойства (i-1)-го уровня.

Данный принцип вытекает из положения, что любое (кроме простых) свойство, определяющее качество рассматриваемого объекта, разложимо на менее обобщенные свойства. Реализацию данного принципа можно продемонстрировать на следующем примере: в строительстве цемент применяется для производства бетона, в связи с чем качество цемента оценивается с точки зрения необходимого качества получаемого бетона. В свою очередь, бетон может использоваться для изготовления железобетонных панелей. Тогда его качество должно оцениваться с точки зрения необходимого качества этих изделий и т.д. и т.п.

8. Коэффициент весомости любого свойства иерархической структуры свойств, определяющих качество оцениваемого объекта, относительно нулевого уровня иерархии (качества объекта в целом) определяется через коэффициенты весомости соответствующих связанных свойств более низких уровней рассмотрения (лежащих ниже уровня рассматриваемого свойства до первого уровня включительно) как произведение коэффициентов весомости всех связанных нижестоящих свойств.

Определяемый на базе данного принципа коэффициент весомости того или иного свойства, располагающегося на некотором i-ом уровне иерархии, может быть назван интегральным коэффициентом весомости, поскольку он аккумулирует в себе оценки весомостей определенной иерархически выстроенной совокупности соподчинённых свойств, располагающихся ниже уровня рассматриваемого свойства. Такое выражение для интегрального коэффициента весомости вытекает из шестого и седьмого принципов квалиметрии.