Правила построения дерева свойств

Лабораторная работа

Комплексирование показателей качества.

Построение многоуровневой структуры показателей качества.

Цель: знакомство с понятием комплексирования ПК, построение многоуровневой структуры ПК.

Краткая характеристика

Качество – сложный многомерный объект. Он может быть представлен первоначально грубой моделью, учитывающей одно или несколько свойств для каждой компоненты качества. В дальнейшем модель может совершенствоваться, в рассмотрение могут включаться новые свойства, все более и более всесторонне характеризуя качество. Возможен, и другой путь, от сложной к ещё более простой модели качества, когда качество двух объектов (явлений) нужно сравнить (соизмерить), например, только по одному свойству.

Многоуровневость и иерархичность потребностей, многочисленность свойств объектов (явлений), способных удовлетворять потребности, и многообразие конкретных условий позволяет создавать модели на самых разных уровнях.

Формы графического представления структуры показателей качества

Как правило, иерархические структуры типа дерево применяются для анализа возможности решения некоторой сложной проблемы.

Анализ может осуществляться в разных аспектах, например, для:

- выявления тех проблем, совокупность которых отражает сущность исходной проблемы (дерево проблем);

- определение набора средств, с помощью которых может быть обеспечено решение исходной проблемы (дерево средств или дерево мероприятий);

- обозначения и иерархического упорядочения тех целей, для достижения которых выполняется некоторый проект или программа (дерево целей);

- распределения ресурсов, выделяемых для решения отдельных подпроблем сложной проблемы (дерево относительной важности);

- прогнозирования возможности решения отдельных подпроблем сложной проблемы (дерево прогнозов).

Построение дерева показателей составляет содержание одного из этапов алгоритма разработки методики оценивания качества. Этот этап имеет большое значение по двум причинам.

Во-первых, при неправильном выполнении составляющих его операций, результаты оценивания качества, полученные с помощью некорректно построенного дерева, могут оказаться неверными. Причём возникающая при этом ошибка может проявляться в любой шкале, в которой будут выражаться значения ПК.

Так, пусть имеются объекты А и Б, ПК которых (ПКА и ПКБ) выражены в шкале отношений. Предположим, значения этих ПК, вычисленные при правильно построенном дереве, равны, например: ПКА=0,84 и ПКБ=0,76. Тогда ПКА/ПКБ=1,1. Если же дерево построено неправильно, есть вероятность, что такое соотношение будет отличаться (в большую или меньшую сторону) от величины 1,1. Таким образом, в рассмотренной ситуации качество измеряется не «металлическим», а «резиновым» метром, что недопустимо для любых измерений.

Если же ПК измерялись в шкале порядка и при правильно построенном дереве имелось соотношение ПКА > ПКБ, то не исключена ситуация, когда в случае использования неправильно построенного дерева, для тех же самых объектов, соотношение их качества будет выражаться уже противоположной ранжировкой: ПКА < ПКБ.

Во-вторых, все другие этапы алгоритма методики оценки в методологическом отношении достаточно просты, поддаются формализации и в значительной степени могут быть реализованы автоматически. Что касается построения дерева ПК объекта остаётся ещё в значительной мере неформализованным процессом, требующим от лица, разрабатывающего методику оценивания качества, творческого подхода. Однако, при построении дерева подобный творческий подход потенциально чреват проявлением весьма нежелательного субъективизма. Стремление уменьшить степень такого субъективизма и объясняется разработка правил построения деревьев. Благодаря этому процедура построения дерева становится процессом менее стохастическим и более детерминированным, что в конечном итоге приводит к уменьшению ошибки в результатах, получаемых с помощью такого дерева.

Комплексные показатели качества, как и производные физические величины, можно комбинировать между собой, добиваясь все большего и большего обобщения свойств, формирующих в целом представление о качестве объекта (явления), что и представлено на рис. 2, где обозначены структурные уровни показателей качества. Основу («корневую систему») дерева составляют единичные показатели качества. Число этих показателей, конечно, меньше, чем многообразие свойств. Единичные показатели качества - меры лишь тех свойств, которые представляются существенными при рассмотрении качества объекта (явления) под вполне определенным углом зрения. Таким образом, уже на уровне единичных показателей качества формируют некоторое упрощенное представление о качестве объекта (явления) или модель качества. При переходе к комплексным показателям на каждом вышестоящем уровне модель качества становится все более свернутой (грубой), имеющей все меньше показателей качества, пока не сведется, наконец, к характеристике (описанию) качества с помощью одного единственного обобщенного комплексного показателя верхнего уровня.

Обобщённый показатель качества верхнего уровня

Комплексные показатели 2-го, 3-го, … уровней

Комплексный показатель качества нижнего уровня

Единичные показатели качества

Рисунок 2 - Многоуровневая структура показателей качества

Принципы формирования комплексных показателей качества на каждом уровне точно такие, как и на нижнем: на основе определений или функциональных связей либо по принципу среднего взвешенного. Комплексные показатели качества, относящиеся к определенной группе его свойств, называются групповыми (табл. 7).

Структура показателей качества в форме иерархического графа («дерева»), приведенная на рис. 2, не единственная. На рис. 3 приведены другие формы графического представления одной и той же структуры показателей качества в виде дерева (а), классификационной таблицы (б) и строгого графа (в). Широко используют также форму представления структуры показателей в виде ветвящейся схемы (рис. 4), предложенную профессором К. Исикавой (диаграмма Исикавы)[1].

«Дерево показателей качества» предназначено для решения комплекса задач. Во - первых, при его построении дисциплинируется мышление и разработчик начинает четко представлять себе, какие группы свойств составляют в данном случае качество объекта и достаточно ли полно представлены показатели, составляющие данную группу. Во-вторых, «Дерево показателей качества» представляет собой графическое выражение простейшего (не обязательно окончательного) алгоритма расчета комплексной оценки качества. В дальнейшем после проверки взаимодействия показателей этот алгоритм может быть изменен или отвергнут, но вначале он является точкой отсчета, от которой начинается разработка методики оценивания качества продукции.

Правила построения дерева свойств

Практика квалиметрии выработала некоторые правила построения структуры показателей качества. Условно эти правила делят на две группы: общие и частные. К общим правилам относят такие, как:

- деление по равному основанию,

- исключительность,

- корректируемость,

- учет взаимосвязей в системе «человек - среда - объект»,

- жесткость структуры начальных уровней дерева,

- потребительская и функциональная направленность формулировок показателей качества на любом уровне,

- необходимость и достаточность числа свойств в комплексе,

- однозначность толкования показателей качества,

- недопустимость включения в комплексный показатель зависимых единичных показателей качества,

- одновременность существования единичных показателей качества, включаемых в комплексный и др.

К частным правилам относят такие, как:

- учет затрат и результатов,

- ясность признака деления,

- минимум единичных показателей качества в комплексном,

- исключение одинаково выраженных показателей и др.

Остановимся на некоторых правилах подробнее.

Номер уровня	0	1	2	3	4		0	1	2	3	4		0	1	2	3	4
Число ПК	1	3	4	6	12		1	3	4	6	12		1	3	4	6	12

 

                   

Рисунок 3 - Формы графического представления структуры показателей качества

Рисунок 4 - Структура показателей качества в виде ветвящейся схемы

Правила, регламентирующие выбор типа дерева

Полное дерево при применении точного метода решения задачи.

Если задачу количественного сравнения двух объектов по их качеству желательно решить с минимальной погрешностью, то необходимо использовать полное дерево – дерево, на самом нижнем уровне которого расположены только простые свойства.

Усечённое дерево при применении шкалы рангов.

Если количественные результаты сравнения объектов по качеству допустимо выразить в шкале рангов, то можно использовать усечённые деревья (это полное или неполное дерево, из которого в соответствии со спецификой конкретной решаемой с помощью дерева задачи, можно исключить одного или несколько свойств), что уменьшает трудоёмкость решения задачи по сравнению с использованием полных деревьев.

Неполное дерево при применении упрощенного метода решения задачи.

Если задачу количественного оценивания качества допустимо решать упрощенным методом, то можно применять неполное дерево (дерево, разветвлённое не до самого нижнего уровня, т.е. имеющее на нём хотя бы одно сложное свойство), что уменьшает трудоёмкость решения задачи.

Правила, регламентирующие структуру группы свойств.

1. Необходимость и достаточность числа свойств в группе.

Каждое свойство, входящее в группу свойств, должно быть необходимым для адекватного описания связанного с этой группой сложного свойства, расположенного на один ярус выше; и, одновременно, количество этих свойств должно быть достаточным для обеспечения указанного ниже адекватного описания.

2. Единый признак деления для свойств в группе.

Поскольку декомпозиция сложного свойства на группу свойств есть частный случай их классификации, то для всех свойств, входящих в группу, должен быть единый признак такой классификации.

3. Независимость по предпочтению свойств в группе.

Каждое свойство, входящее в группу свойств, по отношению к любому другому свойству из этой группы должно удовлетворять обоснованному в теории решений принципу «независимость по предпочтению».

4. Минимум свойств в группе.

Если коэффициенты весомости свойств будут определяться экспертным методом, то желательно, чтобы число свойств в группе было минимальным, во всяком случае, не больше семи-девяти.

5. Случайный характер расположения свойств в группе.

Если коэффициенты весомости ПК будут определяться экспертным методом, то свойство в группе свойств должны быть расположены случайным образом и эксперты должны знать об этом.

Правила, регламентирующие синтез начальных ярусов дерева.

Важна и группа правил, обеспечивающих учёт в дереве свойств взаимосвязей, возникающих в системе «человек-среда-объект». В соответствии с этими правилами для объектов, на основе которых создаются технические системы (машины, механизмы, сооружения), для первых 10-12 уровней в квалиметрии разработано «обобщённое дерево свойств», в основных своих чертах применимое к любым типам подобных объектов. Специфика же каждого отдельного подвергающегося анализу объекта учитывается следующим образом: из обобщённого дерева исключают те свойства, которые не соответствуют специфике анализируемого объекта.

На рис. 5 изображена структура комплексного показателя качества «объем помещения» с учетом вышеперечисленных правил.

Пояснения. Комплексный ПК должен включать такие единичные показатели качества, которые необходимы (по характеру) и достаточны (по числу). С позиций этого требования (необходимости и достаточности) не все единичные показатели (площадь, ширина и длина) «дерева» на рис. 5,а необходимы. Если известна длина и ширина помещения, то, можно рассчитать площадь, и наоборот, если известна площадь и длина, то можно рассчитать ширину и т. д. «Дерево» на рис. 5,б не удовлетворяет требованию достаточности, так как, зная только длину и ширину помещения, нельзя определить его объем. «Деревья» на рис. 5,в,г удовлетворят требованию необходимости и достаточности единичных показателей качества для формирования комплексного показателя «объем помещения». Но какая из этих структур предпочтительнее?

Здесь вступают в силу другие соображения. Структуры (например, в форме «дерева») показателей качества очень часто используют как вспомогательный инструмент для определения весов (коэффициентов весомости) показателей качества на всех уровнях структуры. Чаще всего веса показателей качества определяют экспертным методом, в котором широко используют способ попарного сопоставления объектов (явлений, свойств и т. д.), лежащий в основе всякого выбора и принятия решений. Чем меньше единичных показателей качества комплексируется на каком-то уровне структуры («дерева»), тем определеннее мнение (выбор) эксперта. В идеале каждый комплексный показатель желательно формировать из двух единичных. С позиции удобства экспертизы «дерево» на рис. 5,г предпочтительнее, хотя и сложнее, чем «дерево» на рис. 5,в, так как имеет еще один уровень (ярус). Кроме того, «дерево» на рис. 5,г указывает также на то, что при одинаковой размерности единичных показателей качества (длины, ширины, высоты) сами показатели не одинаковы: они участвуют в формировании комплексного показателя качества «объем помещения» на разных уровнях.

Рисунок 5 - Примеры построения структуры показателей качества

На рис. 6 показана трансформация структуры комплексного показателя качества «функциональность здания столовой» с учетом вышеперечисленных правил. «Дерево» а содержит комплексные показатели качества, скомбинированные из единичных показателей, имеющих разные классификационные признаки. Поскольку, всякое «дерево» показателей качества является частным случаем классификации, ошибочность «дерева» а в том, что здесь нарушен принцип деления (классификаций по равному основанию) единому признаку для всех показателей качества, объединяемых в групповой. Чтобы соблюсти этот принцип, надо заменить «дерево» а «деревом» б.

Рисунок 6 - Трансформация структуры комплексного показателя качества «функциональность здания столовой»

Выполнение работы:

1. Для выбранного объекта исследования, используя рекомендации стандартов на номенклатуру показателей качества (РД 50-64-84), построить первый и второй ярусы показателей качества (рис. 2), соблюдая правила построения структуры показателей качества. Многоуровневая структура ПК должна иметь вид, показанный на одном из рис. 2, 3, 4. При этом следует придерживаться классификации показателей по предметному признаку и отдельно выделять такие сложные свойства, как назначение, безопасность, эргономичность, эстетичность, надежность и др. При необходимости количество верхних ярусов можно увеличить с тем, чтобы разбить предлагаемые сложные свойства на группы (механические, геометрические, оптические, биологические и др.), а затем внутри каждой группы перечислить простые свойства (прочность, разнооттеночность, токсичность, биоповреждаемость и др.). Построить иерархическую структуру ПК.

2. Используя номенклатуру единичных ПК объектов, сформировать комплексный ПК, соблюдая правила.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие показатели входят в подгруппу показателей безотказности?

2. Какие показатели входят в подгруппу показатели долговечности?

3. Какие показатели входят в подгруппу показатели ремонтопригодности?

4. Какие показатели входят в подгруппу показатели сохраняемости?

5. Какие показатели входят в подгруппу антропометрические показатели?

6. Какие показатели входят в подгруппу гигиенические показатели?

7. Какие показатели входят в подгруппу физиологические и психофизиологические показатели?

8. Какие показатели входят в подгруппу психологические показатели?

 

 

 

---

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 798; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!