Экспериментальная отработка как элемент системы управления качеством

В широком смысле экспериментальная отработка любого сложного технического объекта — один из важнейших компонентов обеспече­ния и контроля заданных уровней его качества. Именно на этой стадии создания новой техники можно получить эксперименталь­ные показатели, определяющие действительный технический уровень объекта. Совершенно очевидно, что достижение высоких показате­лей качества возможно только в случае, если организационно-мето­дические принципы отработки сформулированы на начальной ста­дии создания изделия и последовательно реализуются на всех его стадиях.

Качество — совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответ­ствии с ее назначением. Качество формируется на всех стадиях со­здания продукции: от определения ее необходимости до периода эксп­луатации. Показатели качества закладываются в процессе конструк­торских и технологических разработок, обеспечиваются в процессе производства, проявляются и проверяются в процессе отработки и эксплуатации.

Показатель качества продукции — количественная характеристи­ка одного или нескольких свойств продукции, рассматриваемая при­менительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления.

Уровень качества продукции — относительная характеристика ка­чества продукции, основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с базовыми значениями соответ­ствующих показателей.

Необходимость в определении уровня качества возникает при сле­дующих операциях:

• планировании уровня качества;

• выборе оптимального варианта изделия;

• контроле качества продукции при отработке;

• передаче изделия в серийное производство;

• эксплуатации изделия;

• снятии с производства и при эксплуатации устаревшего изде­лия.

Показатели качества продукции характеризуют:

• эффективность применения изделия по назначению (показатель назначения);

• способность изделия сохранять значения эксплуатационных по­казателей на определенном уровне в заданном интервале вре­мени (показатель надежности);

• годность изделия к эксплуатации человеком (эргономический показатель);

• способность изделия к перемещению — транспортабельность;

• оптимальность затрат материалов, средств, оборудования, тру­да и времени на подготовку и изготовление изделия (техноло­гичность);

• особенности конструктивного выполнения изделия, обуслов­ленные возможностью реализации его функциональных свойств (конструктивный показатель);

• затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию изделия и экономический эффект эксплуатации (экономический показа­тель).

Качество — понятие относительное, поэтому для оценки его уров­ня необходимо базовое изделие, с уровнем качества которого срав­нивается рассматриваемое изделие. За базовые показатели качества могут быть приняты:

• показатели качества, содержащиеся в ТЗ;

• перспективные технико-экономические показатели изделий дан­ного вида, определенные методами технического прогнозиро­вания;

• уровень качества гипотетического изделия, превышающий уро­вень качества лучших современных образцов.

При этом показатели качества должны отражать свойства изделия и изменения его качества во времени, а также обеспечивать условия сопоставимости изделий одного назначения.

Показатель качества К сложного изделия зависит от показателя качества а элементов, составляющих это изделие:

т

К = ї Miai,

/=1

где Мі — коэффициент весомости /-го элемента, характеризующего

в количественном отношении степень влияния показателя качества /-го элемента я,, на качество изделия; т — число элементов в изделии.

На стадии разработки, изготовления, отработки и эксплуатации изделия на его качество влияет огромное число факторов различного характера. Вот перечень основных организационных, технических и информационных факторов:

• качество технических решений;

• качество конструкторской и технической документации;

• качество применяемых материалов и комплектующих изделий;

• полнота использования возможностей стандартизации и уни­фикации;

• структура и полнота экспериментальной отработки изделия;

• состояние экспериментальной и испытательной базы, уровень средств измерительной и обрабатывающей техники;

• технический уровень производственного оборудования, оснас­тки, средств контроля;

• квалификация персонала;

• уровень информационного обеспечения;

• обеспеченность информацией о конструкции и качестве анало­гичных изделий;

• обеспеченность информацией о методах их производства и усло­виях отработки и эксплуатации;

• обеспеченность информацией о свойствах материалов и комп­лектующих изделий;

• планомерность и ритмичность работы;

• качество техобслуживания и ремонта оборудования;

• обеспеченность производственным оборудованием, оснасткой, инструментом, технической документацией;

• обеспеченность средствами контроля, измерения, вычислитель­ной техникой;

• обеспеченность материалами и комплектующими элементами.

В рамках производственного предприятия обеспечение и конт­роль заданного уровня качества изделий осуществляются системой качества (СК). Система качества — это совокупность управляющих органов и объектов управления, взаимодействующих с помощью ин­формационных и материально-технических средств. При управлении качеством продукции СК является частью системы управления пред­приятием и охватывает все стадии жизненного цикла изделия и все стороны деятельности предприятия, в частности:

• прогнозирование и формирование качества изделия на стадии разработки;

• разработку методов и поддержание порядка контроля качества технической документации, порядка внесения изменений в нее;

• обеспечение установленного уровня качества при изготовлении изделия;

• экспериментальную отработку изделия;

• контроль и оценку качества изделия на всех стадиях жизненного цикла;

• повышение технического уровня производственной и испыта­тельной баз;

• материально-техническое обеспечение;

• хранение, транспортирование, эксплуатацию и ремонт про­дукции;

• подбор, расстановку и повышение квалификации кадров.

Организационно-методической основой СК являются стандарты

предприятия, выпущенные на основе действующих государственных и отраслевых стандартов и определяющие работу всего механизма управления качеством продукции, а также регламентирующие нор­мы и правила в области управления и организации производства.

Одним из важнейших показателей качества ЛА является надеж­ность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пре­делах значения всех параметров, характеризующих способность вы­полнять требуемые функции в заданных режимах и условиях при­менения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транс­портирования.

В рамках СК при разработке и создании нового изделия на ста­дии эскизного проекта основным документом, определяющим комп­лекс конструктивных, научно-методических и организационно-тех­нических мероприятий, направленных на получение требуемых значений показателей надежности, является программа обеспечения надежности (ПОН), которая в конечном счете определяет структуру процесса отработки. При составлении ПОН учитываются:

• требуемый уровень надежности разрабатываемого изделия;

• его новизна и сложность;

• характер и объем производства, условия эксплуатации изделия;

• возможность определения степени соответствия фактического уровня надежности изделия предъявляемым требованиям на эта­пах проектирования, производства, отработки и эксплуатации.

Следует отметить, что ПОН основывается на достигнутых ранее результатах по надежности и должна содержать:

• перечисление задач по обеспечению надежности, методов их решения, объектов испытаний, а также сроки решения каж­дой задачи;

• порядок документирования и контроля состояния работ, пере­чень мероприятий по обеспечению выполнения работ в плано­вые сроки.

На этапе проектирования и отработки к ПОН предъявляются следующие требования:

1. В программе должны быть определены основные требования по надежности к комплектующим элементам и изделию, соответ­ствующие ТЗ, приведены и обоснованы основные показатели надеж­ности, определена номенклатура объектов для экспериментальной проверки или подтверждения показателей надежности.

2. В программе должна предусматриваться реализация меропри­ятий по обеспечению надежности уже на этапе разработки и согласо­вания ТЗ на проектирование изделия путем анализа конструктивных решений с точки зрения обеспечения заданных требований по на­дежности.

3. В программе должны быть изложены требования к програм­мам испытаний комплектующих изделие опытных образцов и самих изделий, обеспечивающие получение данных, необходимых для оп­ределения соответствия характеристик надежности спроектированного изделия техническому заданию.

Техническое задание и программы испытаний должны обеспе­чивать возможность подтверждения уровня надежности на отдель­ных этапах испытаний, что вообще характерно для изделий мелко­серийного производства, в котором на начальных этапах испытаний оценка истинного уровня надежности не представляется возможной, а повышение показателей надежности происходит по мере перехода на последующие этапы и уточняется по данным эксплуатации изде­лия. Кроме того, ТЗ и программы испытаний должны устанавли­вать необходимое число образцов для испытаний и критерии оценки надежности.

Результаты испытаний должны содержать:

• сведения о наработке образцов и отказах с выявлением наибо­лее ненадежных элементов и интенсивности отказов;

• оценку влияния отказов на надежность изделия;

• характеристики ремонтопригодности;

• сведения о предельных возможностях образцов и условиях безо­пасного их использования;

• характеристики работы в системе «оператор-машина».

4. В ПОН должно быть указано, что ТЗ и программы испытаний опытных образцов следует планировать с учетом воздействия наибо­лее неблагоприятных сочетаний условий окружающей среды и рабо­чих режимов, установленных ТЗ на разработку. Желательно проведе­ние дополнительных испытаний на ресурс для выявления типичных отказов, установления пределов безопасности применения изделий. С учетом результатов этих испытаний может быть произведена оценка уровня надежности (определена интенсивность отказов или ожидае­мая вероятность отказа) в неблагоприятных условиях эксплуатации. При этом исходные требования по надежности всех комплектующие элементов изделия должны включать: показатели надежности; пре дельные характеристики функционирования образца; критерии отка­зов; продолжительность и другие условия эксплуатации.

5. В программе должно быть предусмотрено применение на из­делии максимально возможного числа унифицированных образцов.

6. В программу должны быть включены мероприятия по выявле­нию критических элементов изделия, требующих повышенного вни­мания при проектировании и отработке.

Основные признаки критичности:

• новизна и сложность конструкции, утяжеленность режимов эк­сплуатации;

• влияние отказов на безопасность применения изделия или не­возможность выполнения задачи из-за отказа;

• необходимость специальных способов обращения;

• потребность в длительной подготовке к действию;

• сложность ремонтных работ при отказе;

• высокая стоимость.

На этапе производства к ПОН предъявляются следую­щие требования:

1. В программе должны быть предусмотрены мероприятия, обес­печивающие улучшение методов управления процессом производства и его контроля, а также повышение квалификации личного состава.

2. В программе должны быть указаны методы анализа и контро­ля уровня надежности на этапе производства и технологических про­цессов; намечены мероприятия по оценке степени влияния хране­ния, консервации, транспортировки, ремонта на надежность изде­лия; перечислены мероприятия по сбору и обработке информации о дефектах и отказах.

На этапе эксплуатации к ПОН предъявляются следу­ющие требования:

1. В программе должны быть отражены основные требования к эксплуатационной документации, особенно к ее качеству.

2. В программе должны быть намечены мероприятия по изуче­нию персоналом правил эксплуатации, обеспечению точности со­блюдения инструкций по эксплуатации, по автоматизации обслужи­вания изделия и контролю его параметров, по сбору и анализу информации об отказах.

Подводя итог всему изложенному выше, сформулируем роль испытаний в процессе создания ЛА.