Болычевцев А.Д.,  Болычевцева Л.А.

Украинская инженерно-педагогическая академия

Курский Государственный технический университет

СРЕДНИЕ РИСКИ – СОСТАВЛЯЮЩИЕ КАЧЕСТВА

ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Качество технического контроля  (как и качество любого познаваемого объекта) есть его свойство соответствовать своему назначению. Согласно содержательному подходу к трактовке назначения контроля [1], последний предназначен для выделения  из контролируемого объекта свернутой информации, сжатой до бинарного результата «1» или «0» («годен» или «негоден»).  Если контроль идеально справляется с этой задачей, его критерию качества приписывается верхняя граница  выбранной шкалы оценок.  Качество реального контроля L ниже идеального. Потери качества = – оцениваются взвешенной суммой двух показателей  и , именуемых средними рисками изготовителя и заказчика [1]:

                                                       .                                       (1)

          Средний риск изготовителя   есть вероятность так называемой «ошибки первого рода» (вероятность ошибочного забракования годного изделия). Средний риск заказчика   – вероятность «ошибки второго рода»  (вероятность ошибочного принятия негодного изделия). Весовые множители  и   суть штрафы за  соответствующие ошибки контроля.

          Традиционные методики числового измерительного контроля практически не  отличаются друг от друга и сводятся к типовой последовательности действий: измерению контролируемого параметра объекта, сравнению измеренного значения  с границами нормы, выдаче результата сравнения – годен, если измеренное значение попало  внутрь границ, и негоден – в противном случае. Различие  заключается  в метрологических характеристиках используемых при контроле  технических средств.

Единственный путь снижения потерь качества  традиционных методик – уменьшение средних рисков  и  за счет использования в процессе контроля  более точных средств измерения и сравнения. Для того, чтобы успешно реализовать такой путь (его называют «инструментальным»), необходимо установить и проанализировать характер зависимостей  средних рисков от точностных показателей этих средств.

          Начало таким исследованиям положено в основополагающем труде Н. А. Бородачева [2]. Им найдены выражения, связывающие вероятности ошибочных исходов контроля (средние риски) с метрологическими характеристиками его технических средств в форме интегральных функционалов. Эти результаты  сыграли  важную методологическую роль в становлении теории технического контроля, обозначив основные составляющие его качества  и дав в руки разработчиков  реальный инструмент их количественной оценки.

Нужды промышленного производства стимулировали дальнейшее развитие теории технического контроля.  К настоящему времени ей посвящена обширная литература. Основной спектр теоретических публикаций посвящен  упрощению известных интегральных функционалов и разработке методов их численного и/или графоаналитического расчета. Полученные результаты позволяют продвинуться в решении задачи анализа технического контроля. Вместе с тем налицо существенные недостатки подобных исследований и полученных результатов:

-предлагаемые методы ориентированы на задание (знание) законов распределения контролируемого параметра и погрешности его измерения  и не охватывают всего многообразия этих законов;

-количественные результаты получены лишь для отдельных сочетаний распределений, как правило, нормальных и/или равномерных;

-решения не позволяют выявить определяющие стохастические компоненты контролируемого параметра и погрешности его измерения, влияющие на поведение средних рисков, и связанные с ними закономерности;

-конечные количественные решения довольно громоздки и носят грубо ориентировочный характер, что затрудняет активное пользование ими в инженерной и исследовательской практике.

Для  преодоления этих неудобств нами был проведен методологический анализ средних рисков [3], позволивший выполнить их системное осмысление и получить для них простые расчетные зависимости, выраженные аналитическими формулами  [4]:

                             ,                              (2)

                             ,                          (3)

в которых  и    – нижняя и верхняя границы нормы контролируемого параметра объекта,  – среднее арифметическое  отклонение  погрешности его измерения .

         Соотношения (2) и (3) показывают, что, вопреки сложившимся в теории контроля представлениям, средние риски не зависят от вида плотности распределения   погрешности измерения  и полностью определяются её средним арифметическим отклонением . Фактор влияния на риски плотности распределения  контролируемого параметра  незначителен. Достаточно знать поведение  в узкой  -окрестности  границ нормы.

         Как показано в [5], традиционная схема контроля может быть «гарантом качества» принятого им объекта лишь в том случае, если  среднее арифметическое отклонение погрешности  измерения много меньше размера нормы:

                                                            << .                                               (4)

            При  правильно организованном контроле усиленное неравенство (4) выполняется.  Учитывая это обстоятельство, при расчете средних рисков, вместо соотношений (2) и (3), можно использовать упрощенную формулу

                                         .                       (5)

Она показывает, что средние риски изготовителя и заказчика практически одинаковы и пропорциональны среднему арифметическому отклонению  погрешности измерения.

Формула (5) дает удовлетворительную точность в большинстве практических задач контроля и удобна для использования в инженерной практике. Более точные зависимости (2) и (3) удобны для использования в научных разработках, в частности,  при сравнительном анализе рисков изготовителя и заказчика.

Простые и наглядные результаты выполненных исследований позволяют эффективно реализовать инструментальный путь управления качеством контроля и обслуживаемого им объекта. Из них также просматривается «потолок» его  возможностей, что, в свою очередь, побуждает искать новые, ранее неизвестные  пути  совершенствования контроля.

Литература

1.     Болычевцев А. Д., Цапенко М. П., Шенброт И. М. Качество контроля // Измерительная техника. – 1984. – № 11. –  С. 5 – 7.

2.     Бородачев Н. А. Основные вопросы теории точности производства. – М.: Изд-во АН СССР, 1950.

3.     Болычевцев А.  Д. Средние риски. Элементы теоретико-мето­доло­гического анализа // Измерительная техника. – 2001. – № 3.  –  С. 29 – 33.

4.     Болычевцев А. Д. Средние риски. Расчетные соотношения // Метрология.  – 2002.  – № 6.  –  С. 3 – 13.

5.     Болычевцев А. Д. Контроль как гарантия качества продукции и требования к точности используемых измерительных средств // Метрология. – 2000. – № 11. –  С. 20 –32.