Л А Б О Р А Т О Р H А Р О Б О Т А 1

Визначення якісних характеристик техhологічного процесу

МЕТА РОБОТИ

Одержання навичок в області аналізу якості управлення технологічними процесами

ЗМІСТ РОБОТИ

1. Аналіз і введення в ПЕОМ початкової статистичної інформації щодо значень виробничих показників технологічного процесу.

2. Одержання та оцінка значень основних статистичних характеристик виробничих показників технологічного процесу.

3. Аналіз отриманих результатів і визначення якісних характеристик технологічного процесу, який досліджується.

4. Оформлення результатів роботи.

СТИСЛІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Якість технологічного процесу визначається станом елементів технологічної системи, де цей процес відбувається.

Одночасно, якість технологічного процесу (ТП) обумовлює ефективність функціонування всієї технологічної системи.

Зміна якості ТП може бути пов'язана зі:

- зміною стану елементів технологічного обладнання внаслідок розвитку процесів їх старіння і зносу;

- зміною інтенсивності вхідних чи внутрішніх матеріальних потоків у системі;

- порушенням функціональних зв'язків між структурними елементами системи;

- впливом зовнішніх чи внутрішніх збурень, які не були враховані при організації функціонування системи.

Компенсація впливів зазначених факторів може бути досягнута за рахунок раціонального управління як ТП, так і технологічною системою в цілому. Під управлінням розуміють будь-яку можливу корисну зміну режиму функціонування об'єкта чи його стану, яка призводить до зміни якості процесу у ньому. Розрізняють п'ять типів управління системами:

- поведінкою;

- властивостями;

- складом елементів чи режимом їх функціонування;

- структурою, зв'язками, конфігурацією;

- розвитком.

Задача управління зводиться до вибору з множини можливих станів об'єкта найбільш раціонального, з погляду на суть завдань, виконання яких покладено на цей об'єкт. Розв’язок таких завдань базується на отриманих значеннях прийнятого для цього об'єкта показника ефективності. Переведення системи за рахунок управління до більш організованого стану виконується за допомогою зміни значень параметрів системи. Реалізація управління базується на обробці технологічної інформації про хід процесу і подальшого формування раціонального закону управління об'єктом.

Процес управління технологічною системою формується відповідно до головної мети функціонування цієї системи. Безпосередньо, управління може бути реалізоване за рахунок наявності ресурсів (сировинних, енергетичних, трудових, інформаційних), які необхідні для забезпечення роботи органів управління об'єктом, а також чітко сформульованої задачі керування. В цілому, управління можна розглядати як сукупність організаційних, методичних і техніко-економічних рішень, які спрямовані на здійснення корисних впливів на об'єкт з метою підтримки чи поліпшення результатів його функціонування.

Одним з об'єктивних критеріїв ефективності будь-якого ТП є якість продукції, яка випускається. Якість виготовленої продукції, у свою чергу, може оцінюватися деякою кількістю показників. Ці показники визначають як споживчі характеристики продукту, так і є складовими для оцінки ефективності ТП. Наприклад, до останніх показників можна віднести точність і продуктивність технологічного устаткування, економічність технологій, які застосовуються на даному підприємстві, якість управління режимами та параметрами технологічних операцій т. і. Таким чином, якщо розглядати якість продукції, що випускається, як критерій ефективності ТП, то в аналітичному виді його можна подати як функцію багатьох змінних, якими є окремі характеристики ТП. З огляду на вплив цих факторів на показник якості продукції, можна вважати, що характер його зміни буде носити випадковий характер. Тоді задача функціонування автоматизованої системи управління ТП зводиться до задачі стабілізації значень (як мінімум) деяких статистичних оцінок показника якості шляхом впливу на характеристики ТП взагалі, чи технологічного обладнання зокрема. Поряд з показником якості продукції, яка випущена на даному підприємстві, як критерії якості функціонування даного виробництва можуть використовуватися такі показники, як собівартість продукції, обсяги відбракованої продукції т. і.

Припустимо, що для технологічного процесу, який застосовується на даному підприємстві, обрано комплексний показник його якості, який позначимо . Наприклад, таким показником може бути кількість випущеної продукції за деякий проміжок часу (тобто продуктивність ТП) або працевтрати на випуск одиниці продукції, тощо.

Припустимо, що для такого показника встановлене його номінальне значення , яке відповідає деяким заданим критеріям ефективності виробництва. Оскільки зміна значень показника носить випадковий характер, то для характеристики таких значень повинні бути використані статистичні оцінки, з яких будемо використовувати:

- математичне чекання ;

- середньоквадратичне відхилення ;

- дисперсія ,

а також закон розподілу значень показника .

На практиці прийнято, що для добре налаштованого та організованого ТП, значення показника якості підпорядковані нормальному закону розподілу. Для якісної характеристики ТП застосовуються наступні критерії: стабільність, сталість, відтворюваність, точність, налаштованість.

Стабільністю ТП називається його властивість зберігати у часі значення всіх статистичних оцінок обраного показника якості і закону його pозподілу.

Сталістю ТП називають властивість процесу зберігати у часі стабільність статистичних оцінок і обpаного показника якості. Справедливим є твердження, що стабільний ТП сталий. Зворотне твердження не завжди є правильним.

Відтворюваним називають процес, що характеризується незначною зміною значень параметрів якості виробів при повтореннях експериментів для різних партій цих виробів.

Виробити якісну характеристику ТП за зазначеними вище критеріями можна за допомогою статистичного аналізу -ої кількості реалізацій (вибірок) зміни випадкової функції показника якості процесу.

Якщо проаналізувати ансамбль з -ої кількості реалізацій (ряд вибірок) і обчислити для кожної з них значення математичного чекання , середньоквадратичного відхилення і дисперсії і визначити вид закону розподілу значень показника , то можна визначити перелічені вище критерії якості ТП. Відтворюваність ТП може бути встановлена за ознакою ергодичності випадкового процесу зміни значень . Сталість ТП визначається за значеннями і випадкового процесу зміни функції . Також за допомогою значень та можна визначити додаткові якісні характеристики ТП: налаштованість та точність.

Налаштованість ТП визначається за характером зміни значень , а точність - .

Характеристика ТП як стабільного адекватна класифікації випадкового процесу зміни значень як стаціонарного.

Ознакою стаціонарності випадкового процесу є виконання умов:

= const;

= = const;

= const,

а також класифікація закону розподілу як нормального. Тут - автокореляційна функція .

Таким чином, якщо в результаті статистичної обробки ряду вибірок показника для кожної -ої з них отримані значення , , , а також закон розподілу , то на підставі цих даних можна зробити наступні висновки:

а) при виконанні умов:

= const;

= = const;

підпорядковуються нормальному закону розподілу,

ТП визнається стабільним;

б) при виконанні умов:

= const;

= = const,

ТП визнається стійким;

в) при виконанні умови

= = const,

ТП визнається точним;

г) при виконанні умови:

= const,

ТП визнається налаштованим.