Содержание

Введение. 3

1. Постановка задачи оптимизации стандартизации параметрических рядов 4

2. Определение критерия оптимальности при оптимизации. 6

3. Сложности реализации оптимального ряда в стандартизации и управлении качеством. 7

Заключение. 13

Список литературы.. 14

Введение

Стандартизация в России развивается в соответствии с принятой Госстандартом России в 1998 г. Концепцией национальной системы стандартизации, в которой вопросы качества занимают значительное место. Эта концепция реализуется в разрабатываемых нормативных документах и повседневной работе Госстандарта России и его организаций, технических комитетов по стандартизации, всех организаций и предприятий народного хозяйства России.

Одна из целей стандартизации — обеспечение качества продукции, работ и услуг в соответствии с развитием науки, техники и технологий. Концепция предполагает решение проблем нормативного обеспечения не только отдельных видов продукции, процессов и услуг, но и проблем качества жизни граждан России.

В теории стандартизации немало места уделяется вопросам оптимизации. Целью данной работы является исследование вопросов оптимизации стандартизации параметрических рядов. Поставленная цель конкретизируется рядом задач:

1) рассмотреть постановку задачи оптимизации стандартизации параметрических рядов

2) рассмотреть вопрос определения критерия оптимальности при оптимизации стандартизации параметрических рядов;

3) рассмотреть основные проблемы реализации оптимального ряда.

1. Постановка задачи оптимизации стандартизации параметрических рядов

Решение задачи проектирования обычно связано с выбором оптимального, наилучшим образом удовлетворяющего требованиям технического задания, варианта устройства из некоторого допустимого множества решений. Эффективное решение задач оптимального проектирования только при разумном сочетании формальных поисковых методов оптимизации неформальных способов принятия оптимальных проектных решений. Поэтому решение задач оптимального проектирования необходимо рассматривать не только в вычислительном аспекте, но, скорее, в творческом, учитывая опыт и знания инженера-схемотехника на всех этапах автоматизированного проектирования. Среди наиболее сложных операций при решении задач оптимального проектирования является этап математической формулировки задачи, которая включает в себя выбор критерия оптимальности, определение варьируемых параметров и задание ограничений, накладываемых на варьируемые параметры [4, с. 167].

Среди задач схемотехнического проектирования, которые целесообразно решать с привлечением методов оптимизации, выделяют следующие задачи параметрического синтеза и оптимизации:

· определение параметров компонентов схемы, обеспечивающих экстремальные характеристики при заданных ограничениях;

· определение параметров функциональных узлов схемы исходя из требований технического задания на характеристики устройства в целом;

· адаптация существующих схемных решений с целью подбора параметров, удовлетворяющих новым требованиям к схеме;

· уточнение значений параметров компонентов схемы, полученных в результате ручного инженерного расчета.

Оптимизация стандартизации ведется по отношению к таким выходным параметрам, как:

· коэффициент усиления и полоса пропускания;

· форма частотной характеристики;

· устойчивость;

· время запаздывания, длительность фронта.

Класс задач, связанный с определением значений параметров компонентов, при которых проектируемая схема удовлетворяет совокупности условий технического задания на разработку, принято называть параметрическим синтезом (по отношению к определяемым параметрам) или параметрической оптимизацией (по отношению к реализуемым характеристикам.

В любой из перечисленных задач реализуемые характеристики проектируемого устройства являются функциями вектора варьируемых (настраиваемых) параметров, составляющих некоторое подмножество полного набора параметров компонентов схемы. Целью параметрического синтеза или оптимизации является определение вектора параметров Х, обеспечивающего наилучшее соответствие характеристик устройства Y=Y(X) требованиям технического задания. Для решения этой задачи необходимо прежде всего выбрать формальный критерий оценки качества каждого из вариантов проектируемого устройства, который позволил бы различать их между собой и устанавливать между ними отношения предпочтения. Если такая оценка может быть представлена функциональной зависимостью вида

F(X) = F(Y(X)) = Y(X)

Зависимость называется обычно критерием оптимальности, функцией качества или целевой функцией, то задача поиска параметров компонентов схемы сводится к классической задаче оптимизации - нахождения экстремума некоторой функции качества F(X) при наличии ограничений (равенств, неравенств или двухсторонних границ), накладываемых на варьируемые параметры и характеристики проектируемой схемы.

Разнообразные задачи оптимизации стандартизации имеют общие черты, основные из которых:

· многокритериальность оптимизационных задач;

· отсутствие явных аналитических зависимостей выходных параметров от внутренних параметров, связь между внутренними и внешними параметрами выражается системами уравнений и оценивается количественно только через численное решение этих систем.

Эти особенности обуславливают трудности постановки и решения задач оптимизации стандартизации.

2. Определение критерия оптимальности при оптимизации

От вида целевой функции зависят важные характеристики вычислительного процесса и, в первую очередь, сходимость процесса оптимизации стандартизации. Знаки производных целевой функции по управляемым параметрам не остаются постоянными во всей допустимой области. Особенностью целевых функций при решении задач схемотехнического проектирования является их овражный характер, что приводит к большим вычислительным затратам и требует особого внимания к выбору метода оптимизации.

Другой особенностью целевых функций является то, что они обычно многоэкстремальные и наряду с глобальным минимумом имеются локальные минимумы.

Особенность задач оптимизации стандартизации заключается и в том, что внутренние параметры не могут принимать произвольных значений. Кроме того, из нескольких внешних параметров обычно можно выделить один основной, по которому проводится оптимизация стандартизации, а для других указать допустимые границы изменения.

Оптимизационная задача с ограничениями сводится к задаче оптимизации без ограничений с помощью введения штрафных функций. Целевая функция при этом приобретает вид

(1)

где l _r, b _к - численные коэффициенты, учитывающие важность того или иного ограничения относительно других. Они принимают некоторые значения в противном случае; F_i (X) - одна из функций качеств.

Тем самым выход за пределы допустимой области ХД приводит к увеличению минимизируемой функции цепи и промежуточные решения Х^j удерживаются "барьером" на границе области ХД. Высота "барьера" определяется значениями l и b , которые на практике находятся в широких пределах (1-10 ¹⁰ ) [6,с . 189]. Чем больше l и b , тем меньше вероятность выхода за пределы допустимой области. Одновременно возрастает и крутизна склона оврага на границе, что замедляет или полностью нарушает сходимость процесса минимизации. В связи с невозможностью указать оптимальные значения l и b целесообразно начать оптимизацию с малых значений, увеличивая их затем при получении решения за пределами допустимой области.

3. Сложности реализации оптимального ряда в стандартизации и управлении качеством

Значительное внимание в квалиметрии уделяется вероятностным и статистическим методам: априорная и апостериорная оценка надёжности технических устройств, демонстрация уровня надёжности, основы статистического контроля качества продукции и статистического регулирования технологических процессов. Важным методологическим аспектом этой области является то, что теория вероятностей является абстрактной математической наукой, и её применение на практике целесообразно лишь тогда, когда имеется твёрдая уверенность в адекватности абстрактной вероятностной модели реальной ситуации. Понимание этого факта делает легко объяснимой необходимость таких действий, как выяснение реальных законов распределения соответствующих случайных величин при расчёте надёжности, выборе планов контрольных испытаний, выборе видов контрольных карт для статистического регулирования технологических процессов.

Как показывает практика, вопрос гарантии уровня надёжности при реализации продукции решается, главным образом, на основе правовых норм, установленных для потребителя и изготовителя институтом гарантийных сроков. Отсюда следует важность увязки методов априорной и апостериорной оценки надёжности с правилами назначения длительности гарантийных сроков и гарантийных наработок. При этом должны учитываться стоимостные характеристики продукции, последствий её отказов, работ по профилактике и ремонту. Это, в свою очередь, обуславливает необходимость анализа возможных стратегий технического обслуживания продукции в процессе эксплуатации. Таким образом, практическая направленность части квалиметрии, посвящённой надёжности технических устройств, обуславливает целенаправленное изучение результатов теоретических работ по надёжности, которые были выполнены в течение последних сорока лет и практикой востребованы пока далеко не полностью.

Область знаний, названная выше “Управлением качеством продукции и услуг”, обобщает отечественный и зарубежный опыт управления качеством при разработке и изготовлении продукции, оказании услуг. Одним из принципиальных положений этой области является то, что система качества на предприятии является функциональной. Она формируется путём распределения специальных функций, определённых на основе обобщения многолетнего опыта по управлению качеством продукции, между подразделениями существующей организационной структуры предприятия. При этом она может активно воздействовать на организационную структуру, обуславливая её изменение. Это положение реализуется на основе анализа развития систем качества, завершившегося к настоящему времени созданием требований к системам качества, получивших международное признание.

Совокупность трёх комплектов документации — конструкторской, технологической и нормативной, — без которых не может осуществляться производство продукции, в системах качества дополняется документацией, регламентирующей реализацию специальных функций управления качеством. В системе “Бездефектное изготовление продукции” (БИП) [6, 7] это документы, регламентирующие оценку качества труда и стимулирование персонала за качественную работу, в “Системе бездефектного труда (СБТ) [8,с . 178] это аналогичные документы, но они более детализированы, так как регламентируют оценку качества труда работников предприятия, занимающихся деятельностью различного характера, и учитываемые при оценке качества труда виды дефектов в этих видах деятельности различны и многообразны. В системах “Научная организация работ по повышению моторесурса” (НОРМ) [9] и “Качество, надёжность, ресурс с первых изделий” (КАНАРСПИ) [10] к объектам регламентации социального характера добавляются объекты технического характера, обеспечивающие реализацию целей этих систем. В “Комплексной системе управления качеством продукции” (КС УКП) [8], а затем и в системах, создаваемых на основе международных стандартов серии ИСО 9000 [11, 12, 13, 14, 15], объектом регламентации является упорядоченная совокупность мер, обеспечивающих качество выпускаемой продукции. Состав этих мер (маркетинг, планирование качества, анализ контракта, контроль и испытания и т.п.) определяется стандартами серии ИСО 9000, он зависит от цели системы.

Некоторую методическую трудность при изучении стандартов ИСО 9000 представляет трактовка двух основных понятий, используемых в этих стандартах, — управление качеством и обеспечение качества. Определения этих понятий в соответствии с [16] очень похожи. В русском языке слово “обеспечение” происходит от “обеспечить — сделать вполне возможным, действительным, реально выполнимым” [2]. Применительно к понятию “качество” в соответствии с действующими в нашей стране правилами “обеспечение” может трактоваться как обеспечение соответствия требованиям, установленным в нормативной документации. Это достигается как за счёт планируемых и систематически проводимых мероприятий (таких как входной контроль, пооперационный контроль, планово-профилактическое обслуживание оборудования и т.п.), так и за счёт деятельности оперативного характера (ремонт отказавшего оборудования, анализ дефектов и разработка мер по устранению их причин и т.п.). Иными словами, обеспечение качества продукции — это обеспечение его стабильности. В соответствии с положениями теории управления существует четыре основных типа задач управления: 1) стабилизация, 2) выполнение программы, 3) слежение, 4) оптимизация. Очевидно, что все эти типы управления применимы к управлению качеством. Следовательно, с позиций теории управления управление качеством есть более широкое понятие, чем обеспечение качества. Расширение состоит в установлении показателей качества в нормативной документации. Тогда управление качеством можно представить как совокупность двух действий. Первое — это установление требований к качеству в нормативной документации, которому предшествуют все необходимые меры — определение требуемого и достижимого уровня качества, разработка опытного образца, конструкторской и технологической документации. Второе — это обеспечение установленных требований при производстве продукции, то есть решение задачи стабилизации.

В решении вопроса обеспечения конкурентоспособности продукции существенную роль играют применённые на стадии разработки достижения прикладной науки. Наукоёмкость продукции и услуг — это не самоцель, а средство повышения уровня качества, снижения себестоимости. Поэтому вопросы оценки специфических для разработок показателей качества, таких как достоверность и информативность разработанной документации, применение патентов, свидетельств или заявок на изобретения, результатов работ по реализации приоритетных направлений научно — технической деятельности и критических технологий федерального и отраслевого уровня являются важной составной частью этой области знаний.

В соответствии с законом Российской Федерации “О сертификации продукции и услуг” [17] сертификация — это процедура подтверждения соответствия, посредством которой независимая от изготовителя (продавца, исполнителя) и потребителя (покупателя) организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям. Область знаний “Сертификация” содержит сведения о действующих в нашей стране и за рубежом системах сертификации и аккредитации, их основных регламентирующих документах, определяющих правила и порядок проведения сертификации в нашей стране [18, 19]. Однако есть и некоторые методологические аспекты, на которые следует обратить особое внимание. Во-первых, это то, что сертификация является обязательным атрибутом рыночной экономики, когда продукцию потребителям представляют предприятия различных форм собственности. В этих условиях государство не может брать на себя ответственность за соблюдение производителями нормативных требований. Но оно организовывает соответствующую систему контроля и регулирует её деятельность. Этой системой является система сертификации. Во-вторых, в связи с расширением международной торговли эта система должна соответствовать руководствам Международной организации по стандартизации (ИСО), Международной электротехнической комиссии (МЭК), международным и европейским стандартам в области сертификации и аккредитации. Это соответствие находит своё отражение в документах по сертификации и аккредитации, действующих в Российской Федерации.

Требующим внимания является тот факт, что сертификация в России начала развиваться не на пустом месте. Предпосылками к её достаточно быстрому развитию явился значительный задел в различных аспектах деятельности по управлению качеством и стандартизации, созданный в семидесятые-восьмидесятые годы. Это относится как к развитию самой системы стандартизации и связанной с ней системы государственного надзора за стандартами и средствами измерений, так и к деятельности контролирующих качество органов на предприятиях, в ведомствах и на межведомственном уровне. Не менее важным является накопленный опыт, методическая и материальная база испытаний, аккумулированные в системе государственных испытаний продукции.

Методически сложным вопросом в этой области остаётся пока вопрос достоверности выводов о соответствии продукции требованиям нормативных документов по результатам испытаний. Эти испытания являются выборочными и по существу применение соответствующих схем сертификации представляет собой статистический контроль. А это значит, что могут быть допущены ошибки первого рода (применительно к сертификации продукции эта ошибка заключается в отказе выдачи сертификата продукции надлежащего качества) и второго рода (принятие решения о выдаче сертификата продукции ненадлежащего качества). Так как стремление к уменьшению вероятностей этих ошибок влечёт за собой значительное увеличение объёма испытаний, то применяются схемы сертификации, предусматривающие анализ состояния производства, или сертификацию производства или системы качества. Основная цель этих мер — подтверждение производителем его возможности стабильно выпускать продукцию заданного качества [20, 21]. Методы этого подтверждения, основанные на применении теории надёжности технологических и производственных систем [22], в настоящее время недостаточно разработаны, что и обуславливает отмеченную методическую сложность изучения этого вопроса.

Конечно, любой менеджер может получить минимум знаний о современных методах управления качеством из литературных источников. Однако более перспективным представляется введение соответствующих дисциплин на курсах по повышению квалификации, переподготовки кадров, а также в средних и высших учебных заведениях, выпускники которых являются потенциальными менеджерами.

Заключение

В ходе выполнения работы была достигнута ее основная цель и решены все задачи, поставленные во введении. В заключении сделаем несколько общих выводов по работе.

Разнообразные задачи оптимизации стандартизации имеют общие черты, основные из которых:

· многокритериальность оптимизационных задач;

Список литературы

1. ГОСТ 23554.0-79. Система управления качеством продукции. Экспертные методы оценки качества продукции. Основные положения.

2. ГОСТ 23554.1-79. Система управления качеством продукции. Экспертные методы оценки качества продукции. Организация и проведение экспертной оценки качества продукции.

3. ГОСТ 24294-80. Определение коэффициентов весомости при комплексной оценке технического уровня и качества продукции.

4. Дубовиков Б.А. Основы научной организации управления качеством. — М.: Экономика, 2001.

5. Управление качеством продукции. — М.: Изд-во стандартов, 2000.

6. Арсеньев Р.Н., Григорьев М.А., Добрынин А.М., Долецкий В.А., Щеглов Ю.А. Комплексная система управления качеством. — Ярославль: Верхне-Волжское книжное издательство, 2001.

7. ИСО 9000-1-94. Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества. Часть 1. Руководящие указания по выбору и применению.

8. ИСО 9001-94. Системы качества. Модель для обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.

9. ИСО 9002-94. Системы качества. Модель для обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании.

10. ИСО 9003-94. Системы качества. Модель для обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях.

11. ИСО 9004-1-94. Общее руководство качеством и элементы системы качества. Часть 1. Руководящие указания.

12. ИСО 8402 — 94. Управление качеством и обеспечение качества//Словарь.

13. Закон РФ “О сертификации продукции и услуг”. В ред. Федеральных законов от 27 декабря 1995 г. №211-ФЗ, от 2 марта 1998 г. №30-ФЗ, от 31 июля 1998 г. №154-ФЗ.

14. Правила по проведению сертификации в Российской Федерации. Утверждены постановлением Госстандарта России от 16 февраля 1994 г. №3.

15. Порядок проведения сертификации продукции в Российской Федерации. Утверждён постановлением Госстандарта России от 21 сентября 1994 г. №15.

16. ГОСТ Р 40.003-96. Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества. Порядок проведения сертификации систем качества.

17. ГОСТ Р 40.004-96. Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества. Порядок проведения сертификации производств.

18. ГОСТ 27.004-85. Надёжность в технике. Системы технологические. Термины и определения.