WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«МОДЕЛИ СТРУКТУРНОГО ОПИСАНИЯ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИХ КАЧЕСТВА ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»

На правах рукописи

Дорофеев Роман Сергеевич

МОДЕЛИ СТРУКТУРНОГО ОПИСАНИЯ

ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИХ КАЧЕСТВА

Специальность 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка

информации»

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научный руководитель



кандидат технических наук,

доцент Сосинская С.С.

Иркутск – 2014 Оглавление Введение

Глава 1. Теоретические основы исследований в области квалиметрической экспертизы и онтологии

1.1 Задача оценки качества

1.2. Описание методов квалиметрии и их типизация

1.3. Численные методы расчета интегральной оценки качества

1.4. Понятие онтологии

1.5. Онтологический инжиниринг

1.6. Языки представления онтологических знаний

1.7. Анализ существующих редакторов онтологий

Выводы по главе 1

Глава 2. Модели структурного описания объектов

2.1. Связь онтологии и квалиметрии в оценке качества

2.2. Методика выявления причин потери качества

2.3. Переход IDEF0 - UML - сети Петри - онтология при проектировании информационной модели алгоритма изготовления детали

Выводы по главе 2

Глава 3. Программная реализация системы для оценки качества.

Проведение квалиметрической экспертизы с использованием методики выявления причин потери качества.

3.1. Программная реализация системы для оценки качества «Квалиметрическая экспертиза»

3.1.1. Проектирование модели данных

3.1.2. Реализация серверной части

3.1.3. Разработка клиентской части

3.2. Формирование признаков, создание онтологической системы для оценки качества

3.3. Разработка приложения для корректировки значений свойств экземпляров онтологии, осуществление связи с базой данных, переход от сети Петри к онтологии

3.4. Проведение квалиметрической экспертизы с использованием методики выявления причин потери качества

Выводы по главе 3

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение З

Приложение И

Введение

Качество продукции (объекта) – важнейшая черта конкурентоспособности, поэтому данному вопросу уделяется большое внимание, в связи с чем разработаны на основе международных стандартов серии ИСО 9000 национальные стандарты ГОСТ Р ИСО 9000, содержащие рекомендации по организации систем менеджмента качества в различных видах деятельности. Требования к конкретным техническим средствам содержатся в национальных стандартах и технических условиях. Закон о техническом регулировании устанавливает обязательные требования к конкретной продукции или техническим средствам, которые содержатся в технических регламентах. Перечень характеристик продукции, их количественные и качественные показатели содержатся непосредственно в этих документах на конкретные изделия. Производитель любой продукции должен ориентироваться на требования потребителя, перечень характеристик на изделия может быть расширен в соответствии с этими требованиями и оговорен в соответствующих документах.

В последнее время появилось большое количество научных монографий и статей, посвященных обобщению опыта промышленных предприятий по повышению качества продукции и решению вопросов, связанных с целенаправленным улучшением качества [1, 31, 33, 48, 68, 69].

В наиболее развитых в научно-техническом отношении странах применительно к самым разнообразным отраслям производства предлагаются многочисленные способы и методы количественного измерения и оценки качества различных видов продукции. Оценивают качество автомобилей и торговой упаковки, жилых квартир и ракетного оружия, станков, пищевых продуктов и электромоторов, обуви и городских жилых комплексов и многих других видов продукции.

На первый взгляд может показаться, что все эти объекты не связаны между собой. Например, что общего между оценкой качества автомобиля и металлорежущего станка? Но дело в том, что в данном случае необходимо рассматривать общие принципы и методы таких оценок. Если между автомобилем и металлорежущим станком незначительное количество общего, то между принципами оценки качества автомобиля и принципами оценки качества станка существует много общего, и вполне правомерно можно ставить вопрос о принципиальной тождественности этих двух задач, что позволяет рассматривать их как явления одного класса.





Как известно, математика принципиально абстрагируется от свойств конкретных предметов или процессов и рассматривает только их идеальные математические модели и взаимосвязи между этими моделями. Поэтому и математическая модель качества может рассматриваться как некоторая абстрактная система отдельных свойств, имеющих разную степень сложности. Эта модель качества, в силу своего абстрактного характера, в принципиальном отношении будет совершенно одинаковой для самых различных видов продукции.

В то же время подстановка в эту модель значений конкретных показателей свойств качества, характерных для того или иного конкретного вида продукции, позволяет перейти от общей, абстрактной модели качества вообще к определенной модели качества реально существующего вида продукции [4, 81]. Для более эффективного определения качества продукции следует его количественно оценить.

Начиная с 1967 года, существует отрасль исследовательской деятельности, зародившаяся еще в СССР и имеющая широкое практическое приложение к самым разнообразным продуктам труда – квалиметрия. Эта отрасль имеет свой специфический объект исследований (общие принципы и методы оценки качества), свой специфический предмет исследования (совокупность свойств продуктов человеческого труда), свой специфический математический аппарат, специфические проблемы, имеющие математический, психологический, физиологический и социологический характер [6, 9].

Задача оценки качества описывается следующим образом. Имеются группы объектов. Каждая группа характеризуется признаками, образующими иерархию.

На основе выбранных признаков оценивается качество рассматриваемого объекта, принадлежащего определенной группе.

Для построения иерархии признаков необходимо предварительно определить те параметры, которые влияют на качество того или иного объекта. Для решения данной задачи применим онтологический подход. Под термином «онтология» понимается явное описание множества объектов и связей между ними (структурированный словарь). Онтология является спецификацией некоторой области, включающей словарь терминов этой области и множество логических связей [25].

По определению Тома Грубера, впервые применившего это понятие в области информационных технологий, онтология — это спецификация концептуализации. Часто онтологией называют базу знаний специального вида, которую можно использовать в рамках рассматриваемой предметной области [25, 94].

Совместное применение методов квалиметрии и онтологического подхода, а также их программных реализаций позволит более детально изучить вопрос оценки качества изделия. На сегодняшний день имеется некоторое количество программных редакторов онтологий, но не существует ни одного для квалиметрической экспертизы.

На основании вышесказанного была определена тема работы: «Модели структурного описания объектов для оценки их качества».

Актуальность работы. В условиях рынка и конкуренции высокое качество является самым значимым источником национального богатства и важнейшей составляющей конкурентоспособности. Качество продукции практически стало критерием надежности партнера – одним из условий успешного бизнеса. Обеспечение качества продукции поставлено в ряд важных экономических проблем для всех стран мира, а для России в особенности. Развитие методов оценки качества продукции становится, таким образом, актуальной задачей для всех сфер деятельности, которая, согласно предложению автора, сводится к проведению квалиметрической экспертизы изготавливаемых и ранее изготовленных изделий на основе онтологической системы признаков, влияющих на качество, и выявлению источников и причин потери качества, к разработке программных средств для её реализации, уменьшению сложности расчетов.

Целью настоящего исследования является применение онтологического подхода к задачам квалимтерической экспертизы, что позволяет получить эффективную оценку качества рассматриваемого объекта; программная реализация приложения для расчета оценки качества объектов путем совместного применения методов квалиметрии и онтологического подхода; разработка методики выявления источников и причин потери качества рассматриваемого объекта относительно базового (эталонного).

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

- Разработка схемы системы оценки качества, рассмотрение признаков, влияющих на качество объекта, с позиций системного анализа.

- Структурное описание объектов в виде онтологии, разработка алгоритма перехода от диаграмм IDEF0 через UML к сетям Петри и онтологии для описания процесса изготовления объектов.

- Применение полученных моделей и компьютерных методов обработки информации при проектировании и программной реализации системы поддержки принятия решений в области оценки качества на основе квалиметрической экспертизы. Оснащение приложения управляющим воздействием в виде информационной обратной связи, формирующей сообщение, для принятия решения пользователем. Разработка и интегрирование приложения для ввода данных в онтологию.

- Разработка методики выявления источников и причин потери качества рассматриваемого объекта относительно базового (эталонного).

- Апробация программной реализации приложения «Квалиметрическая экспертиза» для оценки качества на примере оценки качества станков и скульптурных памятников, а также приложения для работы с онтологиями ONT-Converter.

Степень разработанности проблемы. Вопросы оценки качества с использованием методов квалиметрии рассматриваются в работах многих отечественных авторов: Г.Г. Азгальдова, В.В. Окрепилова, А.И. Субетто, А.В. Владимирцева, А.Г.

Варжапетяна, А.И. Гаранина, М. Скржипека, А.В. Гличева и других.

Вопросам применения онтологии уделено внимание в работах Т.А. Гавриловой, В.Ф. Хорошевского, А.Ф. Тузовского, С.В. Чирикова, В.З. Ямпольского и других исследователей.

Зарубежный опыт применения методов квалиметрии и онтологического подхода представлены работами следующих авторов: Tom Gruber, Nicola Guariano, Mike Uschold, Michael Gruninger, Jos de Bruijn, Stijn Heymans, Д. Р. Уайт, Д.Л. Скотт, Р.Н. Шульц и других.

Проведенный анализ литературы показывает, что несмотря на большой объем работы, проделанной исследователями, до сих пор существуют нерешенные вопросы в этой области, например, автоматизация на основе системы поддержки принятия решений в области оценки качества для проведения квалиметрической экспертизы, совместное применение онтологического подхода и квалиметрической экспертизы, как взаимодополняющих и позволяющих значительно лучше понять предметную область оцениваемого объекта, отсутствует визуализация данной модели системы оценки качества. Кроме того, отсутствует методика выявления источников и причин потери качества объекта. В работе предлагается переход от одних информационных моделей к другим, для выбора наиболее удобной или информативной, и дальнейшую трансформацию информационной модели в онтологию и расчет оценки качества. Такой подход позволяет взглянуть с различных точек зрения на одну и ту же модель для дальнейшего проведения квалиметрической экспертизы.

Объект исследования: любой объект, который возможно описать набором признаков, влияющих на его качество.

Предмет исследования: методы построения структурных моделей, описания объекта средствами квалиметрии, онтологии и визуального моделирования.

Научную новизну работы составляют и выносятся на защиту следующие положения:

1) Совместное использование методов квалиметрии и онтологического подхода для оценки качества объектов, позволяющее:

более точно описать исследуемую предметную область;

повысить качество расчета итоговой оценки качества.

2) Визуализация схемы системы оценки качества на основе совместного использования квалиметрии и онтологического похода, а также методики выявления источников и причин потери качества объекта, позволяющая:

детально и наглядно представить систему оценки качества рассматриваемого объекта;

продемонстрировать последовательность этапов методики, позволяющей выявить источники и причины потери качества рассматриваемого объекта относительно базового (эталонного).

3) Обоснование общности моделей для описания бизнес-процессов IDEF0, диаграмм последовательностей объектной модели UML, сетей Петри и онтологии, разработка и применение полученного алгоритма последовательного перехода от одной модели к другой, впервые примененного для описания алгоритма изготовления детали и позволяющего:

при наличии одной модели беспрепятственно перейти к другой;

применить модели IDEF0, рекомендованные в качестве стандарта описания деятельности организации, бизнес-процессов, последовательности этапов.

IDEF0 позволяет промоделировать функции, выполняемые системой (действия, операции, процессы) и связи между ними;

использовать диаграммы UML для описания системы с различных точек зрения и различные аспекты ее поведения. UML-диаграммы просты для восприятия, позволяют вводить собственные графические и текстовые обозначения, что дает возможность применять их не только в программной инженерии;

применить сети Петри как возможность графического и математического представления модели системы, иерархического представления модели на ее основе;

на основе имеющейся информационной модели перейти к онтологии, и получить в дальнейшем численную оценку качества;

взглянуть на рассматриваемую модель с различных точек зрения.

4) Разработка системы поддержки принятия решений в области оценки качества «Квалиметрическая экспертиза», позволившая:

осуществлять на основе компьютерных методов обработку полученных в результате проведенной квалиметрической экспертизы данных;

разработать методику выявления причин потери качества;

получить рекомендации с целью принятия решения пользователем о способах корректировки отклонения значений признаков от базовых (эталонных), что является управляющим воздействием на процесс оценки качества;

оптимизировать затраты человеческих ресурсов на поиск и принятие решений по устранению причин потери качества исследуемого объекта по сравнению с эталонным.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая разработка данной темы позволила осуществить структурное описание различных объектов для оценки их качества, осуществить переход от диаграмм IDEF0 через UML к сетям Петри и онтологии для моделирования и анализа алгоритма изготовления деталей, произвести расчет оценки качества различных объектов, визуализировать схему системы оценки качества.

Практическая реализация приложения для ввода признаков с их числовыми значениями в онтологическую модель и применение онтологии для описания признаков, влияющих на качество изделия, дали новый инструмент для оценки качества и спецификации оцениваемых объектов, а также позволили получить механизм и разработать методику для выявления причин и источников потери качества оцениваемого объекта.

Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012618460 Интернет-приложение «Квалиметрическая экспертиза», 18.09.2012 г. (Приложение Ж).

Разработанное приложение «Квалиметрическая экспертиза» применимо для различных объектов исследования: приложение используется на кафедре геоэкологии факультета географии федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Российского государственного университета им.

А.И. Герцена (РГПУ им. А.И. Герцена), г. Санкт-Петербург в учебном курсе «Эколого-геологическая экспертиза состояния памятников культурного наследия» для оценки качества памятников, а также при подготовке дипломных работ и магистерских диссертаций в ИрГТУ, о чем имеется соответствующий документ (акт о внедрении в Приложении И). Кроме того, разработанное приложение применяется магистрантами при изучении дисциплины «Основы квалиметрии» на кафедре технологии машиностроения ИрГТУ (акт о внедрении в Приложении З).

Основные методы и средства исследования поставленной задачи: системный анализ, современные CASE-средства, математический аппарат теории сетей Петри, онтологический подход, объектно-ориентированное программирование, методы квалиметрической экспертизы.

Апробация работы.

Работа выполнялась на кафедре технологии машиностроения ИрГТУ. Основные положения проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XVI Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (2010, Иркутск), Девятой международной научнопрактической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (2010, Санкт-Петербург), Второй Международной научно-практической Интернет-конференции Белгородского филиала НАЧАУ ВПО СГА (2010, Белгород), семинаре молодых ученых в рамках III международной конференции (2010, Улан-Уде), IV Всероссийской конференции «Винеровские чтения» (2011, Иркутск), XIV заочной научной конференции Research Journal of International Studies (2013, Екатеринбург), семинарах кафедры технологии машиностроения, межкафедральном семинаре кафедр технологии машиностроения, автоматизированных систем и вычислительной техники.

Личный вклад автора. Результаты, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором.

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в виде статей и докладов, из них ВАК – 3, свидетельств программ для ЭВМ – 1. Общий объём публикаций по исследуемой проблематике составляет 2,75 п.л., из них 2,5 написаны лично автором.

Основные результаты исследования опубликованы в следующих работах:

1) Дорофеев Р.С. Применение методов онтологии для оценки качества станков/ Р.С. Дорофеев, С.С. Сосинская // Высокие технологии, исследования, промышленность: Сб. трудов Девятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». Т. 2. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – С. 141-143 (0,15/0,1 п.л.).

2) Дорофеев Р.С. Разработка web-приложения для оценки качества объектов/ Р.С. Дорофеев // Инновационные подходы к применению информационных технологий профессиональной деятельности: Сб. трудов Второй Международной научно-практической Интернет-конференции Белгородского филиала НАЧАУ ВПО СГА. – Белгород: ГиК, 2010. – С. 321-323 (0,15 п.л.).

3) Дорофеев Р.С. Совместное использование методологий квалиметрической экспертизы и онтологии для оценки качества технологий изготовления изделий/ Р.С. Дорофеев, С.С. Сосинская // Информационные и математические технологии в науке и управлении: Сб. трудов XVI Байкальской Всероссийской конференции.

Ч. 2. – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2010. – С. 138-145 (0,45/0,35 п.л.).

4) Дорофеев Р.С. Применение методов онтологии для типизации технологических процессов машиностроительного производства /Р.С. Дорофеев // Инфокоммуникационные и вычислительные технологии и системы: Сб. трудов семинара молодых ученых в рамках III международной конференции. Улан-Удэ: ВСГАКИ, 2010. – С. 72-76 (0,31 п.л.).

5) Дорофеев Р.С. Преобразование диаграмм IDEF0 в диаграммы последовательности UML для наглядного представления процесса производства/ Р.С. Дорофеев // Винеровские чтения: Сб. трудов IV Всероссийской конференции. Ч. 1. Иркутск: ИрГТУ, 2011. – С. 90-94 (0,31 п.л.).

Загрузка...

6) Дорофеев Р.С. Моделирование процессов технологической подготовки производства путем последовательного перехода от различных CASE-средств к сетям Петри/ Р.С. Дорофеев// Вестник ИрГТУ, № 8, 2011. – С. 6 – 12 (0,38 п.л.).

7) Дорофеев Р.С. Разработка типовой формы для ввода значений свойств экземпляров онтологии/ Р.С. Дорофеев // «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование», Научный журнал, ИрГУПС, №3, 2013.– С. 178 – 182 (0,3 п.л.).

8) Дорофеев Р.С. Методология и программная реализация совместного использования онтологии и квалиметрической экспертизы при оценке качества станков/ Р.С. Дорофеев // Вестник ИрГТУ, № 2, 2013. – С. 16 – 23 (0,5 п.л.).

9) Дорофеев Р.С. Разработка редактора для корректировки онтологии и его использование для оценки качества металлорежущего станка/ Р.С. Дорофеев, А.Н.

Маслов, С.С. Сосинская // Международный научно-исследовательский журнал:

Сб. трудов XIV заочной научной конференции Research Journal of International Studies, №4, Ч. 1. – Екатеринбург: ООО «Европринт», 2013. – С. 116 – 118 (0,2/0,1 п.л.).

10) Дорофеев Р. С. Интернет-приложение «Квалиметрическая экспертиза»/ Дорофеев Р. С., Сосинская С. С. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012618460 от 18 сентября 2012 г./ Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. – 2012.

Глава 1. Теоретические основы исследований в области квалиметрической экспертизы и онтологии

–  –  –

Вопрос оценки качества актуален абсолютно для всех видов выпускаемой продукции и услуг. Данная проблема остро стала наблюдаться при переходе к рыночной экономике в условиях жесткой конкуренции на производстве. Производители какой-либо продукции, не уделяющие внимания вопросу качества, будут оттесняться конкурентами и просто разорены.

Сложность российской экономики проявляется не только в снижении объёмов производств, взаимных неплатежах, но и в её качественных характеристиках.

Технология отечественного производства, технический уровень основного оборудования, как правило, значительно ниже, чем в индустриально развитых странах.

Но даже если достаточно оперативно осуществлять модернизацию производства, создать новые технологии, оправдать эти затраты на инвестиции возможно будет только за счет выпуска конкурентоспособной продукции или услуг, пользующейся спросом у потребителя [6, 64, 82].

Всего вышесказанного нельзя достичь, не уделяя значительного внимания вопросу оценки качества выпускаемой продукции.

В соответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 9000 - 2011 дадим следующие определения.

Качество (quality) – степень соответствия совокупности присущих характеристик требованиям.

Характеристика (characteristic) – отличительное свойство.

1. Может быть присущей или присвоенной.

2. Может быть качественной или количественной.

3. Существуют различные классы характеристик, такие, как:

- физические (например, механические, электрические, химические или биологические характеристики);

- органолептические (например, связанные с запахом, осязанием, вкусом, зрением, слухом);

- этические (например, вежливость, честность, правдивость);

- временные (например, пунктуальность, безотказность, доступность);

- эргономические (например, физиологические характеристики или связанные с безопасностью человека);

- функциональные (например, максимальная скорость самолета).

Характеристика качества (quality characteristic) – присущая продукции, процессу или системе характеристика, относящаяся к требованию.

Требование (requirement) – потребность или ожидание, которое установлено, обычно предполагается или является обязательным, то есть это общепринятая практика организации, её потребителей и других заинтересованных сторон, когда предполагаются рассматриваемые потребности или ожидания. Требования могут выдвигаться различными заинтересованными сторонами. Еще одним определением термина требования является документально изложенный критерий, который должен быть выполнен, если требуется соответствие документу, и по которому не разрешены отклонения [35].

Качество, как характеристика сущности объектов и их свойств, всегда имело и имеет большое практическое значение, поэтому вопросы оценки качества всего, с чем имеет дело человек, были и остаются одними из важнейших.

Итак, если качество объекта проявляется, в первую очередь, через его свойства, то есть через объективные особенности объекта, то считается, что для оценки качества необходимо, во-первых, определить перечень тех свойств, совокупность которых в достаточно полной мере характеризует качество; во-вторых, измерить свойства, то есть определить их численные значения; в-третьих, аналитически сопоставить полученные данные с подобными характеристиками другого объекта, принимаемого за образец или эталон качества. Полученный результат будет с достаточной степенью достоверности характеризовать качество исследуемого объекта.

Все вышеизложенное включает в себя наука под названием квалиметрия [11, 74, 81], от латинского корня «квали» (образующего слова qualitas — качество, свойство, характер, и qualis — какой, какого качества) и древнегреческого слова «метрео» — мерить, измерять.

Корень «метрео» стал общеупотребительным в международном научном лексиконе. Что же касается корня «квали», то производные от него как в русском языке (квалификация, квалифицировать и так далее), так и в языках большинства стран мира означают «качество». Например, в английском — quality («кволити»), в испанском—cualidad («квалидад»), во французском — qualite («калите»), в итальянском — qualita («квалита»), в голландском — kwaliteit («квалитайт»), в немецком— qualitat («квалитет») [9, 13].

Несколько десятков лет, прошедшие с момента появления термина «квалиметрия», подтвердили его правильность и жизнеспособность. В Советском Союзе на страницах журнала «Стандарты и качество» была проведена специальная дискуссия, большинство участников которой одобрило термин «квалиметрия» [10, 19, 33, 47, 48, 89].

Этот термин начал применяться в научно-технических публикациях в СССР, Болгарии, Польше, Чехословакии. Статья, в которой предлагался этот термин, была перепечатана и в органе Европейской организации по контролю качества (ЕОКК) журнале «Quality» [3].

В 1971 г. в Москве была проведена XV конференция ЕОКК «К высшему качеству — через стандарт».

Всё это свидетельствует о том, что термин «квалиметрия» прочно вошёл в международный научно-технический словарь.

В квалиметрии употребляются два термина — измерение и оценка. Если в метрологии измерение рассматривается как частный случай оценок («Среди оценок, производимых опытным путем, в физических науках исключительное место занимают измерения» [58, 76]), то в квалиметрии они характеризуют два несоподчиненных понятия. Под количественной оценкой (К) в квалиметрии понимается некоторая функция отношения (выраженная чаще всего в процентах) показателя качества рассматриваемой продукции (Pr) к показателю качества продукции, принятой за эталон (Pe), как это показано в формуле (1.1).

Pr K (1.1) Pe Рассмотрим простейший пример, характеризующий различие между измерением и оценкой. Контрольный образец бетона при испытании показал прочность на сжатие — 250 кг/см2. В данном случае число 250 — это результат измерения качества, т. е. показатель качества. Но, чтобы оценить качество бетона или, иначе говоря, получить представление — хорош бетон или плох, нужно показатель качества сравнить с базовым. Предположим, проектная прочность бетона должна равняться 300 кг/см2. Тогда оценка будет равна 250/300=0,83. Если проектная прочность должна равняться только 200 кг/см2, оценка качества будет значительно выше: 250/200 = 1,25.

Таким образом, приняв, что измерение есть определение величины мерой, можно сказать, что и 0,83 и 1,25 — результаты измерения значения с использованием различных мер (300 — в первом случае и 200 — во втором). Однако подобное толкование внесёт путаницу, так как под измерением будет пониматься как количественное выражение показателя качества в масштабе какой-то физической шкалы, так и результаты сравнения этих значений. Поэтому для удобства термин «измерение» желательно трактовать, как это сделано в проекте государственного стандарта «Метрология. Термины и определения»: «Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств» [4, 30].

Серьезную роль при оценке качества играют комплексные оценки, то есть оценки показателей качества продукции, относящиеся к совокупности её свойств.

Вероятно, важность комплексных оценок и то внимание, которое уделяют им исследователи, привели к распространению мнения, что квалиметрия оперирует только комплексными безразмерными оценками, полученными в результате вычисления тем или иным способом. Это, безусловно, сужает границы квалиметрии, так как исключает из сферы квалиметрии дифференциальные методы оценки качества (то есть оценки отдельных, единичных показателей свойств качества). Между тем само название «квалиметрия» показывает, что её аппаратом являются все виды оценок любой размерности, полученные различными способами.

Дифференциальные оценки не только являются инструментом квалиметрии, но без них невозможно получить комплексную оценку. В самом деле, оценки отдельных показателей, на которых базируются комплексные оценки, есть не что иное как дифференциальные оценки.

Следовательно, задача квалиметрии заключается в разработке и развитии всех методов оценки качества (как комплексных, так и дифференциальных). Тем более что комплексная оценка качества не всегда необходима. В некоторых случаях достаточно иметь только дифференциальную оценку одного из свойств качества (например, в ситуациях, когда при сравнении двух образцов с целью выбора лучшего из них все остальные свойства одного образца оказываются равными соответствующим свойствам другого) [55, 59].

1.2. Описание методов квалиметрии и их типизация Квалиметрия – наука о количественной оценке качества объекта, описываемого набором признаков. Эти признаки образуют иерархию, то есть один из признаков нижележащего уровня содержит ряд признаков вышележащего уровня (иерархия строится снизу вверх). Подобная иерархия образует расчетную модель объекта. Построение расчетной модели – сложный процесс, требующий работы группы исследователей в конкретной предметной области [2, 77].

Для того чтобы улучшить качество, нужно, прежде всего, уметь его количественно определять, так как применение численных методов является одной из важнейших предпосылок правильности принимаемых управляющих решений. Трудности реализации многих видов продукции связаны с неумением правильно оценивать её качество на различных стадиях: технического задания, рабочего проекта, опытного образца и, наконец, серийной продукции. Это приводит к замедлению её реализации, а иногда к невозможности продажи, что приносит убытки [5, 75].

Кроме того, решение различных специальных проблем техники, например, надежности, технологичности, безопасности, эстетичности, подводили ученых к осознанию необходимости проведения объединенных, комплексных или интегральных оценок качества по всем важнейшим параметрам свойств технических систем: машин, оборудования, приборов и так далее;

с другой стороны, требовались методики количественных оценок различных объектов [2, 16].

Все это привело к тому, что группа советских ученых в составе: военный инженер-строитель Г.Г. Азгальдов, инженеры-машиностроители З.Н. Крапивенский, Ю.П. Кураченко и Д.М. Шпекторов, экономисты в области авиастроения А.В. Гличев и В.П. Панов, а также архитектор М.В. Федоров, убедившись в методической общности существующих разнообразных способов количественных оценок разных объектов, решила осуществить теоретическое обобщение этих способов путем разработки самостоятельной научной дисциплины под названием «квалиметрия».

Классификация квалиметрий. Квалиметрия включает взаимосвязанную систему теорий (рис. 1.1) [20, 88]:

–  –  –

Квалиметрическая экспертиза. Квалиметрическая экспертиза является одним из инструментов системы интегрированного менеджмента на современных предприятиях. В эту интегрированную систему входят: менеджмент качества, менеджмент профессиональной безопасности и здоровья, экологический менеджмент, инновационный менеджмент и другие виды менеджмента [22, 32].

В настоящее время процедуры квалиметрической экспертизы широко применяются во многих странах для оценки объектов, к которым имеет смысл понятие качества. Общая оценка (интегральный показатель) любого такого объекта зависит от большого количества частных показателей.

Определение численных значений этих показателей является во многих случаях нестандартной задачей. Решение квалиметрических задач для каждого исследуемого объекта силами квалифицированных экспертов сводится (в результате проведения ряда квалиметрических процедур) к тому, что качество объекта в целом оценивают одним единственным числом. Аналогично одним единственным числом оценивают текущее состояние объекта. При этом существенно упрощаются выводы и заключения о качестве или текущем состоянии последнего.

Отличие квалиметрии от квалиметрической экспертизы заключается в том, что к проведению экспертизы необходимо привлечь экспертов, профессионально подготовленных не только по квалиметрии, но, в основном, по тем специальностям, которые непосредственно связаны с разработкой и применением исследуемого (оцениваемого) объекта (варианта).

Целями квалиметрии и, соответственно, квалиметрической экспертизы являются:

оценивание исследуемых объектов, нормирование (разграничение) качества или состояния предметов, явлений и процессов, выбор объектов, в наилучшей степени удовлетворяющих своему назначению, а также информирование общественности о результатах исследований.

Упомянутый выбор не всегда можно сделать «на глаз», без специальных расчётов или технических средств[2, 49].

Виды расчетных моделей квалиметрии. Для того чтобы провести квалиметрическую экспертизу, специалистам, входящим в экспертную группу, необходимо составить расчетную модель оценки качества объекта.

Существуют морфологические, функциональные, объединенные расчетные модели оценок (рис. 1.2).

–  –  –

Морфологическая – расчётная модель оценки объекта, представленная в виде дерева (графа) или таблицы структурных элементов (частей) объекта.

Функциональная – расчётная модель оценки объекта в виде дерева (графа) или таблицы функциональных свойств (показателей) объекта в целом.

Объединённая – расчётная модель оценки объекта, представленная в виде объединения морфологической и функциональной расчётных моделей оценок объекта.

В объединённой расчётной модели оценки объекта имеются уровни детализации, которые могут быть расположены по разные стороны от нулевого уровня.

При этом в процессе квалиметрического расчёта реализуется возможность оценивания качества или текущего состояния объекта «сверху» и «снизу». Значения оценок «сверху» и «снизу» для одного и того же объекта должны быть, в принципе, равны [2, 13].

Квалиметрическая экспертиза может проводиться на всех этапах жизненного цикла любого изделия [12, 78]. В качестве примера рассмотрим металлорежущий станок. Его экспертизу необходимо проводить при проектировании, изготовлении, эксплуатации и выводе из эксплуатации (при списании).

При проектировании машины на стадии разработки технического задания (ТЗ) проводится полная квалиметрическая экспертиза передовых образцов отечественной и зарубежной техники, и устанавливаются требования к новой машине с учётом показателей качества, превышающих достигнутые для станков-аналогов [18].

При изготовлении станка и в ходе его испытаний проводится проверка соответствия его работоспособности требованиям технической документации, затем определяются составляющие качества, в том числе локальные показатели качества отдельных частей. В случае несоответствий устанавливаются и устраняются их причины [15, 67].

При вводе новых металлорежущих станков в эксплуатацию квалиметрическая экспертиза проводится одновременно с принятием решения о целесообразности их приобретения.

Учитывая то обстоятельство, что в процессе эксплуатации свойства машин меняются с различной скоростью (например, стандартизированность и унифицированность машины за срок её службы практически не меняются, а надёжность, безопасность и экономичность меняются значительно), может проводиться частичная квалиметрическая экспертиза по так называемым эксплуатационным показателям, которые претерпевают значительные изменения в ходе эксплуатации и требуют постоянного контроля. К ним относятся: удельные расходы масел, рабочих и специальных жидкостей; риски возникновения катастроф и аварий; наработка на отказ; удельная суммарная трудоемкость технических обслуживаний и ремонтов; коэффициент технического использования; уровни вибраций и другие. Как правило, такие показатели устанавливаются нормативнотехнической документацией и/или конструкторской документацией на станок.

Контроль эксплуатационных показателей осуществляется с определенной периодичностью, например, один раз в неделю, в месяц, в квартал, в год. Периодичность может быть установлена также в виде соответствующей наработки:

50, 250, 1000 часов и так далее. Списание станков также сопровождается их частичной квалиметрической экспертизой [73, 85, 86].

Квалиметрия – относительно новая наука. Известно, что новые науки появляются, когда в обществе возникают новые цели, задачи и проблемы или новые потребности в их решении, причем основные проблемы должны быть осознаны как вечные. Они не могут быть решены до конца, «раз и навсегда», в отличие от временных. Последних в любой наук практически бесконечное множество, а «вечных» немного.

Рассмотрим одну из возможных классификаций «вечных» проблем квалиметрии.

1. Выбор необходимого для расчета конечного количества показателей из большого количества существующих (необходимо ограничиться конечным набором показателей объекта) – проблема исходных данных.

2. Выбор необходимого для экспертизы конечного числа наиболее подходящих экспертов из общего их множества – проблема результата.

Каким должен быть критерий оценки качества, и какой должна быть очередная оценка? – проблема оптимизации [8].

Описание предметной области. Предметная область оценки качества описывается следующим образом. Имеются n групп объектов gi, причем i=1,...,n, каждая группа характеризуется pi,j признаками, где j=1,...,m, расположенных на li,k различных уровнях, k=1,…zi.

Каждая группа gi может содержать si подгрупп, каждая подгруппа содержит все p или выбранные признаки группы. Каждая подгруппа может содержать oi число объектов.

Задаются ранги (range) признаков группы (наиболее важный показатель имеет наивысший ранг), причем range [1, r], где r – наивысший ранга удовлетворяющий условию r=ai, i=1,…,k, где k – число показателей на уровне.

По значениям рангов вычисляются веса признаков w. Альтернативно можно сразу вводить веса признаков – w [0,1] (чем важнее показатель, тем больше вес).

Веса признаков группы и подгруппы нормируются.

Для каждого объекта выбирается количество экспертов, оценивающие признаки ei,t, где t=1,…,oi,q. Каждый эксперт вводит оценки показателей. Это целые или дробные числа в некотором интервале. Предполагается, что наибольшее значение показателя характеризует наивысшую степень качества объекта. Введенные показатели пересчитываются к квалиметрической шкале ks [0,1].

По значениям показателей при имеющихся весах рассчитываются интегральные характеристики по уровням Q и DeltaQ, где Q – интегральная характеристика, количественное значение соответствия качества объекта предъявляемым требованиям, DeltaQ – количественное значение отклонения объекта от требований. Расчет производится по формулам (1.4) – (1.7), представленным в 2.2. Затем рассчитываются итоговые суммарные характеристики SQ и SDeltaQ [3, 14]. Расчет осуществляется по формулам (1.8), (1.9), представленные в следующей главе.

1.3. Численные методы расчета интегральной оценки качества

На сегодняшний день существуют следующие численные методы расчета, применяемые при оценке качества.

Пересчет рангов в веса. Задаются ранги признаков группы (наиболее важный показатель имеет наивысший ранг). Ранг изменяется от 1 до наивысшего ранга, который равен числу показателей на уровне.

По значениям рангов вычисляются веса признаков. Альтернативно можно сразу вводить веса признаков – числа в диапазоне [0,1] (чем важнее показатель, тем больше вес). Ранг признака rang [1, h], где h – число показателей на уровне.

Пересчет рангов в веса для j-го показателя осуществляется по формуле (1.1):

m

–  –  –

где qj– значение j-го показателя, пересчитанное к квалиметрической шкале по формуле (1.3), wj – вес j-го признака на уровне, k – число показателей, используемых при оценке состояния объекта, Q – интегральная характеристика, количественное значение соответствия качества объекта предъявляемым требованиям, рассчитанная как сумма на уровне, DeltaQ – количественное значение отклонения объекта от требований на уровне.

–  –  –

Q – интегральная характеристика, количественное значение соответствия качества объекта предъявляемым требованиям, рассчитанная как произведение на уровне, DeltaQ – количественное значение отклонения объекта от требований на уровне.

Расчет суммарных интегральных характеристик. Суммарные интегральные характеристики рассчитываются по всем уровням для определенного объекта, отдельно по значениям Q, вычисленным по сумме и по произведению, по формулам (1.8) и (1.9) [3, 14]:

f 1 <

–  –  –

Существует множество различных подходов к определению понятия «онтология». Томас Грубер выделял следующие [94]:

Онтологией называют явную спецификацию концептуализации.

Онтология – явная спецификация определенной темы.

Онтология – это базы знаний специального типа, которые могут читаться и пониматься, отчуждаться от разработчика и/или физически разделяться их пользователями.

Следует отметить, что понимание термина «онтология» зависит от контекста и целей его использования. Можно выделить несколько аспектов его применения, в частности, в работе Гуарино [96] выделяются следующие интерпретации:

Онтология как философская дисциплина.

Онтология как неформальная концептуальная система.

Онтология как формальный взгляд на семантику.

Онтология как спецификация концептуализации.

Онтология как представление концептуальной системы через логическую теорию.

Онтология как словарь, используемый логической теорией.

Исходя из этого, можно сказать, что онтология – это точная спецификация некоторой области, которая включает в себя словарь терминов предметной области и множество связей (типа «элемент-класс», «часть-целое»), которые описывают, как эти термины соотносятся между собой. Фактически это иерархический понятийный скелет предметной области [26].

Поскольку онтология является точной спецификацией некоторой предметной области с соотносящимися между собой терминами, то можно сказать, что понятия (термины) до того, как они были структурированы и преобразованы в онтологию, являются неструктурированными, то есть не сгруппироваными по своей смысловой принадлежности.

Представим вышесказанное графически (рис. 1.3) на примере некоторых показателей для оценки качества металлорежущего станка в соответствии с ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции» [34]. Как видно из рисунка, изначально имеется некоторый перечень неструктурированных понятий, который преобразуется в соотносящиеся между собой термины, составляющие иерархию понятий – онтологию.

–  –  –

Рис. 1.3. Переход от неструктурированных понятий к онтологии Онтологии позволяют представить понятия в таком виде, что они становятся пригодными для машинной обработки. Нередко онтологии используются в качестве посредника между пользователем и информационной системой и позволяют формализовать договоренности о терминологии между членами сообщества, например, между пользователями некоторого корпоративного хранилища данных.

В центре большинства онтологий находятся классы, подклассы, экземпляры, которые описывают понятия предметной области. Например, все информационные ресурсы Интернет, с одной стороны, можно классифицировать как текстовые, графические, аудио, мультимедийные и так далее, а с другой — как платные либо бесплатные. Слоты (параметры) описывают свойства классов и экземпляров. Например, на уровне экземпляров классов информационные ресурсы можно описывать через такие слоты, как размер, имя, тематика, местоположение, протокол доступа и так далее.

На формальном уровне онтология – система, состоящая из наборов понятий и утверждений об этих понятиях, на основе которых можно строить классы, объекты, отношения, функции. Практически все модели онтологии содержат определенные концепты (понятия, классы), свойства концептов (атрибуты, роли), отношения между концептами (зависимости, функции) и дополнительные ограничения, которые определяются аксиомами. Концептом может быть описание задачи, функции, действия, стратегии, процесса, соображения [24, 41, 96].

Назначение онтологий. Потребность в онтологиях связана с невозможностью адекватной автоматической обработки естественно-языковой информации существующими средствами. Так, например, создание тезаурусов не решает проблему, так как различные группы пользователей и сообщества, занимающиеся обработкой и анализом информации, используют специальную терминологию, которая может применяться другими сообществами в ином контексте. Также, в различных сообществах часто встречаются различные обозначения для одних и тех же понятий.

В этой связи для качественной обработки таких данных в многообразии предметных областей, будь то медицина, машиностроение или химия, необходимо иметь детальное описание проблемной области, с множеством логических связей, которые показывают соотношения между терминами области. Использование онтологий позволяет представить естественно-языковую информацию в таком виде, что она становится пригодной для автоматической обработки.

Дополнительно, онтологии могут использоваться в качестве посредника между пользователем и информационной системой, что позволяет формализовать используемые термины единым образом всем пользователям проекта.

Широкое применение нашли задачи онтологического анализа. В рамках этих задач с помощью онтологического исследования накапливают ценную информацию о функционировании сложных систем. Такой анализ обычно начинается с составления словаря терминов, который используется при обсуждении и исследовании характеристик объектов и процессов, составляющих рассматриваемую систему, а также создания системы точных определений этих терминов. Кроме того, документируются основные логические взаимосвязи между соответствующими терминам и понятиями. Результатом этого анализа является словарь терминов, их точных определений и взаимосвязей между ними. Собранную информацию используют при проведении процесса реорганизации существующих или построения новых систем [28, 63].

Формальная модель онтологии. Онтология состоит из терминов (понятий), их определений и атрибутов, а также связанных с ними аксиом и правил вывода.

Формальная модель онтологии O=C, R, F – это упорядоченная тройка конечных множеств, где:

C – конечное множество концептов (понятий, терминов) предметной области, которую представляет онтология O;

R – конечное множество отношений между концептами заданной предметной области;

F – конечное множество функций интерпретации (аксиоматизации), заданных на концептах и/или отношениях онтологий O.

Естественным ограничением, налагаемым на множество C, является его конечность и не пустота. Иначе обстоит дело с множествами R и F.

При этом R и F тоже должны быть конечными множествами.

В работе [24] анализируются интересные граничные случаи, связанные с их пустотой, которые позволяют лучше понять онтологии, приведем один из них.

Пусть R = и F =. Тогда онтология O трансформируется в простой словарь: O = V = C, {}, {}.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
Похожие работы:

«Субботин Михаил Юрьевич ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ НА КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННИХ УСТРОЙСТВ БАРАБАННЫХ СУШИЛОК Специальность 25.00.13 «Обогащение полезных ископаемых» ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ФАМ ХОАИ АН МОДЕРНИЗАЦИЯ ГАЗОПАРОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВОК ВЬЕТНАМА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭКОНОМИЧНОСТИ И МОЩНОСТИ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫПУСКАЕМЫХ И УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ РОССИЙСКИХ ПАРОВЫХ ТУРБИН Специальность – 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки» ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата...»

«Малютина Юлия Николаевна СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СПЛАВОВ, СВАРЕННЫХ ВЗРЫВОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАРЬЕРНЫХ СЛОЕВ 05.16.09 – материаловедение (в машиностроении) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель кандидат физико-математических наук, доцент...»

«ФЕДОРЕЦ ОЛЬГА ВЯЧЕСЛАВОВНА МЕХАНИЗМЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОСРЕДСТВОМ СОЗДАНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЩЕСТВ Специальность 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством: управление инновациями Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук...»

«НЕФЕДЬЕВ ДЕНИС СЕРГЕЕВИЧ ПРИНЦИПЫ И ИНСТРУМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами промышленность) Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук Научный...»

«Королев Игорь Александрович МОДЕЛИ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ НА МАКРОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТРАСЛЕЙ ЭКОНОМИКИ Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами промышленность) Диссертация на...»

«Королев Игорь Александрович МОДЕЛИ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ НА МАКРОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТРАСЛЕЙ ЭКОНОМИКИ Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами промышленность) Диссертация на...»

«Рогожников Евгений Васильевич МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПОДСВЕТА В ПАССИВНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ Специальность: 05.12.14 – Радиолокация и радионавигация Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н. Ворошилин...»

«Шиповский Константин Аркадьевич ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ПРИХВАТОВ (НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ) 25.00.15 Технология бурения и освоения скважин Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических...»

«СЮНЯЕВА Диана Анатольевна СТРУКТУРИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОМПАНИИ (ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ) Специальность 08.00.05 – экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами: промышленность) Диссертация на соискание ученой степени...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.