Общие принципы и методы квалиметрии в дорожном строительстве

 

Имея номенклатуру показателей, можно судить о качественной стороне продукции. Для формирования принципов управления качеством продукции важно иметь количественную оценку отдельных показателей и их совокупности. Вопросам квалиметрии посвящены фундаментальные работы Г. Г. Азгальдова, А. В. Гличева, Э. П. Райхмана, В. М. Сиденко, С. Ю. Рокаса, С. Д. Ильенковой и других исследователей. В квалметрии количественную оценку качества продукции определяют двумя методами: средствами измерения показателей и путем оценки качества. Количественную оценку дорожно-строительной продукции необходимо рассматривать:

* в процессе разработки проектно-сметной документации;

* при оценки качества сырья, материалов и изделий промышленного изготовления;

* во время производства строительно-монтажных работ;

* на стадии эксплуатации дорог.

Квалиметрическую оценку дорожного строительства обычно осуществляет инженерно-технический персонал в процессе входного, операционного и приемочного контроля, технического надзора, специального инспекторского контроля, а также в процессе выполнения изыскательских работ.

Различают семь принципов и методов количественной оценки качества дорожно-строительной продукции /1,10/.

Для любой дорожно-строительной продукции ее качество характеризуется многообразием дифференциальных показателей. Причем для продукции первого класса система показателей менее сложная, а для продукции второго класса - более сложная.

Система качества продукции, как сложное свойство может быть представлена в виде иерархической совокупности простых свойств. Связь простых свойств (показателей) с более сложными подчиняется иерархическому закону, определяющим модель качества продукции, которая может быть представлена в виде графа (рис. 4.1.).

Свойства качества на нулевом уровне можно характеризовать главными составными частями (также обобщенными) 1-го уровня, которые характеризуются совокупностью свойств второго уровня и т.д. Отсюда следует. Что свойства i -го уровня качества продукции определяются свойствами более высокого i+1 -го уровня. Так, например, если рассмотреть вариант строительства дорожного покрытия из битума, то свойство (качество) мазута влияют на качество битума, качество битума влияет на качество асфальтобетонного покрытия, которое в свою очередь влияет на качество дороги. Следовательно, оценка свойств на i-ом уровне обуславливается требованиями свойств i-1 -го уровня.

3.Любое свойство продукции на каждом уровне количественно оценивается единичным (дифференциальным) показателем качества, например:

(4.4)

где Р_iа - абсолютное значение показателя; Р_iб - базовое, эталонное или принятое за определенную категорию значение показателя настоящее время. Значения Кi вычисляются таким образом, чтобы увеличение этого коэффициента соответствовало улучшению качества продукции.

4.Измерение абсолютных значений показателей и оценку их уровня необходимо обосновывать с учетом данных, полученных статистико-вероятностным способом. Это объясняется тем, что каждое свойство на любом из уровней обуславливается изменением процессов и применяемых способов, которые с приемлемым приближением можно отнести к разряду стохастических.

5.Процесс получения обобщенного свойства должен сопровождаться учетом значимости (весомости) каждого простого свойства, так как оно является одним из важнейших компонент дифференциального свойства, влияющего на результаты формирования комплексного свойства. В связи с этим, комплексное свойство продукции данного уровня представляет собой сумму произведений дифференциального относительного показателя свойства () на коэффициент значимости ().

, (4.5)

6.На каждом уровне свойства имеют непосредственное влияние друг на друга, т.е. имеется определенная количественная зависимость между комплексным показателем качества и i -м свойством рассматриваемого уровня.

7.Суммарное количество коэффициентов значимости свойств на любом из уровней принимается постоянным, принимаемым равным 1,0 или 100%, если коэффициенты даны не в долях единицы, а в процентах. Таким образом. Существует зависимость:

. (4.6)

Такая связь позволяет определять влияние любого дифференциального свойства на комплексный показатель качества на нулевом уровне по следующей зависимости:

, (4.7

где 1, 2, 3,...., n - уровни модели качества продукции. Не сложно получить аналогичную количественную оценку значимости свойства любого уровня на комплексный показатель нулевого уровня.

В дорожно-строительном производстве качество окончательной продукции определяют, применяя комплексную оценку. Учитывая вышеприведенные квалиметрические принципы, такую оценку можно получить, применив следующую методику /10/.

1. Для рассматриваемого объекта определяют цель оценки качества продукции.

2. Проанализировав рассматриваемую продукцию, устанавливают номенклатуру видов показателей качества (см. табл. 4.1.).

3. Формируют группу показателей. При этом выделяют наиболее существенные показатели качества.

4. Назначают количество уровней свойств.

5. Формируют модель качества продукции.

6. Выбирают метод определения показателей качества продукции.

7. Определяют абсолютные значения дифференциальных показателей качества продукции (Р_{i а}).

8. Устанавливают значения базовых показателей качества продукции (Р_{i б}).

9. Определяют величины относительных показателей качества продукции (Кi = Р_iа / Р_iб).

10. Выбирают метод определения коэффициентов значимости показателей качества продукции.

11. Определяют значения коэффициентов значимости показателей качества продукции m_i.

12. Вычисляют на каждом уровне значения относительных дифференциальных показателей качества продукции (К_i).

13. Определяют нулевой уровень качества продукции.

14. Принимают решение по управлению качеством продукции.

 

 

2.3. Принципы построения моделей качества дорожно-строительной продукции

Модель качества продукции или дерево свойств представляет собой многоуровневую иерархическую систему с рациональным количеством показателей, всесторонне характеризующая свойства рассматриваемой продукции. В настоящее время пока не существует единых рекомендаций или правил, позволяющих достаточно точно составлять модели качества различной продукции. В этом нет ничего удивительного, если отнестись с пониманием, что каждая продукция является оригинальной и обладает свойствами, присущими только ей, а значит - имеет свою неповторимую номенклатуру.

Г. Г. Азгальдов в своих фундаментальных работах в области квалиметрии /1/ разработал основы построения дерева свойств продукции, на основе которых, применительно к дорожно-строительному производству, предложены следующие принципы построения модели (дерева) качества.

Все свойства рекомендуется расформировать по уровням от низшего (нулевого) до наивысшего (n -го). Нулевой уровень представляет собой комплексное качество продукции. Чем выше уровень, тем более упрощенные свойства продукции. Самый высокий (n -й) уровень должен представлять простые неделимые свойства. Например, плотность грунта, водонасыщение, ровность покрытия, эстетичность дороги, отметки оси покрытия и т.д.

Необходимо строить модель с минимальным количеством классификационных уровней в сочетании с приемлемой точностью оценки качества продукции. Однако в действительности дорожно-строительную продукцию 1-го класса возможно оценивать трехуровневым деревом качества, а продукцию второго класса до пяти-...восьмиуровневым деревом. В условиях получения более ускоренной оценки качества продукции иногда используют, соответственно, два и три уровня.

Считается целесообразным разделять все свойства на три части: сложные, которые включают в себя сочетание многих свойств; средние, включающие несколько простых свойств, и простые (дифференциальные). Вместе с тем, это разделение сопровождается с определенными трудностями, так как может быть много различных вариантов разделения показателей качества. Поэтому при «движении» в модели вправо, например на уровне 3, необходимо принимать такие показатели, которые с одной стороны наилучшим образом выполняют требования, предъявляемые к рассматриваемой продукции, а с другой стороны в наибольшей степени раскрывают свойство (показатель) предыдущего слева уровня (в рассматриваемом примере -уровня 2). Например /10/, при оценки качества автопавильона на втором уровне зафиксировано свойство - функциональность автопавильона. При составлении связей на уровне 3, где они должны быть более простыми, можно рассматривать два варианта: в первом - планировка, эстетичность, материалы; в втором - планировка, надежность. Если внимательно проанализировать эти варианты, то можно обратить внимание на то, что эстетичность и материалы крайне мало характеризуют функциональность. Планировка и надежность являются действительно функциональными свойствами, поэтому второй вариант составлен верно, по сравнению с первым.

При формировании свойств важно соблюдать эквивалентность, то есть их равнозначность в одной и той же ветви рассматриваемого уровня. Например, при оценке свойства - надежность, рассматривая более высокий уровень, предложено учитывать следующие свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, ширина, сохраняемость и цвет. Анализируя эти свойства, нетрудно убедиться, что ширина и цвет не эквивалентны другим четырем свойствам, которые действительно являются компонентами надежности.

Рассматриваемые расчетные схемы должны иметь в целом минимум связей. Чтобы учесть этот принцип, нужно с одной стороны - тщательно анализировать разветвления связей, а с другой стороны - иметь ввиду, что минимальное количество связей может быть в условиях, когда на каждом последующем уровне как можно полнее раскрываются свойства предыдущего. Рассмотрим три случая математического описания модели качества продукции:

 

1) где ; (2.9)

 

2) где ; (2.10)

 

3) где ; (2.11)

 

 

В модели 1 на первом уровне делается попытка раскрыть по возможности больше средних свойств. При минимальной детализации их в дальнейшем (только по два свойства) на втором уровне получается 2*4 = 8 свойств. Суммарное значение ветвей в этом случае составило 1+4+8=13.

В модели 2 на первом уровне сделана попытка раскрыть меньшее количество свойств (два), но дана большая детализация на втором уровне. Такое решение позволило сократить число ветвей (свойств) модели до 11.

В модели 3 удалось сократить число ветвей до 7; она наиболее рациональная, так как количество выявляемых свойств для описания качества продукции минимальное, следовательно, для достижения цели потребуется выполнять минимум работы.

Приведенный пример свидетельствует о том, что более рациональными моделями являются такие модели, у которых, при раскрытии сложных свойств, на первом уровне имеется минимум связей (ветвей).

6.Процесс построения модели может сопровождаться случаями, когда отдельные связи очень быстро достигают простых свойств. Так, например, рассматривая дорожно-строительную продукцию первого класса при оценки процесса дробления щебня, первый уровень нужно представить двумя связями: качество дробления и экономичность дробления. Качество дробления на последующих уровнях приобретает достаточно интенсивное разветвление (качество камня, качество машин и так далее). Экономичность дробления на последующих уровнях не разветвляется, так как критерием экономичности на любом уровне будут затраты. Поэтому связи с постоянными свойствами на последующих уровнях продлевают вправо до простых свойств модели.

Для лучшего понимания этих принципов построения моделей качества продукции, считаем целесообразным привести схему построения модели качества и принятый порядок нумерации свойств (рис. 2.1.), а также примеры моделей качества для различных условий производства дорожно-строительной продукции (рис. 2.2... 2.4) /10/. Как видно из рис. 2.1, нумерацию свойств располагают сверху вниз, начиная с крайнего наиболее удаленного правого уровня (в данном примере - с З уровня), где показаны простые свойства (1...8). Затем нумерацию продолжают, переходя на предыдущий (2) уровень (9...11), потом на 1 уровень (свойства 12 и 13). Комплексным показателем в рассматриваемом примере является требуемое свойство продукции 14.

 

Уровни свойств
Свойства нулевого уровня	Свойства 1-го уровня	Свойства 2-го уровня	Свойства 3-го уровня и т. д.
КК 14

 

Рис. 2.1. Порядок нумерации свойств модели качества продукции

 

			1. Плотность слоев
			2.Водонасыщение
			3.Морозостойкость
	19.Комплек-	16.Назначе-	4.Толщины слоев
	сное качество	ние	5.Плотность грунта
			6.Отметки по оси покрытия
			7.Обочины и откосы полотна
20. (КИ)			8.Ровность покрытия
Интегральное		17.Эксплуа-	9.Шероховатость покрытия
качество		тационные	10.Прочность одежды
			11.Гигиенические
		18.Эргоно-	12.Соотв. дороги возм. водителя
		мические	13.Эстетичность дороги
		14. Надежность
	15. Стоимость дороги

 

Рис. 2.2. Пример квалиметрической модели интегрального качества дороги

для стадии приемки в эксплуатацию

 

На рис. 2.1. показано: на нулевом уровне одна ветвь (больше не должно быть, так как здесь всегда присутствует окончательный комплексный или интегральный показатель); на первом уровне две ветви, на втором - три и на третьем восемь ветвей.

 

			1.Ровность покрытия
		13.Эксплуа-	2. Шероховатость покрытия
		тационные	3. Прочность одежды
	(КК)		4. Гигиенические
	17.Комплекс-	14.Эргоно-	5. Соотв. дороги возм. водителя
(КИ)	ное качество	мические	6. Эстетичность дороги
18.Интеграль-			7.Безотказность
ное качество		15.Надеж-	8.Долговечность
		ность	9.Ремонтопригодность
		16.Техноло-	10.Механизация работ
		гические	11.Трудоемкость
	12.Эксплуатационные расходы на обслуживание дороги

 

Рис. 2.3. Пример квалиметрической модели интегрального качества дороги

для стадии эксплуатации

 

	18.Водитель	1.Опыт работы
		2.Тип (муж., женщ., возраст и т.д.)и состояние
	19.Автомо-	3.Техническое состояние
	биль	4.Тип
			5.Интенсивность движения
(КК)			6.Геометрия дороги
21.Комплекс-		16. Эксплуата-	7.Ровность покрытий
ное качество		ционные	8.Шероховатость покрытий
				9.Освещение
	20.Дорожная		15.Гигиени-	10.Колеб. авт.
	среда		ческие	11.Шум
				12.Загазованость
		17.Эргономи-	13.Эстетичность
		ческие	14.Психофизиологические

 

Рис. 2.4. Пример квалиметрической модели комплексного качества дороги

с точки зрения безопасности движения