Вступ

Предмет нового наукового напряму – кількісне оцінювання якості продукції вперше сформулювала група вчених ще у 1967 р. Це стало поштовхом для розвитку нової наукової галузі – кваліметрії [1], питання якої регулярно розглядає, починаючи з 1971 р., на міжнародних конференціях Європейська організація з контролю якості ЄОК [2]. Загальним завданням кваліметрії є розроблення методів визначення показників якості об’єктів та принципів формування узагальнених показників якості, а також обґрунтування умов їх використання у стандартизації і управлінні якістю.
Сьогодення потребує оперативного оцінювання якості і управління нею через безпосередній вплив на зміну показників якості продукції. Показники якості готової продукції характеризують якість сировини, комплектуючих виробів, технічного оснащення. Показники якості, що відображають адекватно її певні властивості, – це об’єктивна особливість продукції. Вона проявляється під час її створення (виготовлення), експлуатації або споживання.
Об’єктами кваліметрії можуть бути будь-які об’єкти, до яких застосовне поняття “якість” [2]. Об’єктом дослідження стають технічні закономірності утворення і вияву фізичних, електротехнічних та інших властивостей предметів однакового призначення, оскільки технічний аспект якості зумовлений кількісними і якісними змінами об’єкта дослідження. З інженерних позицій якість вивчають, зіставляючи сукупність властивостей вибраного об’єкта з аналогічними властивостями об’єктів, прийнятих залежно від мети дослідження за базовий зразок (еталон). За технічною термінологією якість – це сукупність властивостей, що впорядковані в систему, ієрархічну за структурою [3], а її оцінювання ґрунтується на основних принципах кваліметрії. Це:
- умови, в яких відбувається оцінювання;
- мета, з якою проводять оцінювання;
- залежність кожного показника вищого рівня від сукупності показників оцінювання нижчого рівня;
- залежність результату оцінювання від базового зразка та правильності йоговибору.
Отже, об’єкти кваліметрії з погляду метрології є багатовимірними, а їхня якість – інтегральною характеристикою багатовимірного об’єкта вимірювання. Від об’єктивного вимірювання кожного із окремих (одиничних) його показників залежить ступінь об’єктивності оцінювання якості продукції загалом.
Відповідно до цього однією з найважливіших проблем кваліметрії є розроблення і впровадження в практику методів об’єктивного оцінювання якості виробів, що адекватно відображає їх об’єктивні особливості. Таке оцінювання якості є основою для встановлення оптимальних параметрів виробів, покращення їхніх споживчих властивостей, умов зберігання та експлуатації. Об’єктивність є основою сертифікації, стандартизації продукції та державної атестації виробів, створення відповідного метрологічного забезпечення вимірювань та вимірювальних засобів для контролювання якості та її поліпшення.
Як слушно висловився японський вчений Тагучі, радник Японської асоціації стандартів та виконавчий директор Американського інституту постачальників, “не можна покращити те, що не може бути виміряне або подане в математичних виразах” [4] .
Традиційно для оцінювання якості продукції її показники порівнюють з базовими показниками продукції відомої якості, значення яких наведено в нормативній документації. На підставі порівняння роблять висновок про рівень якості продукції за прийнятими в кваліметрії шкалами [5]. Одиничні показники визначають залежно від їх виду різними методами. Велику роль у забезпеченні якості відіграють статистичні методи, метою яких є відсіювання випадкових змін якості продукції [6] та тестові методи [7]. Однак найоб’єктивнішим серед методів кількісної оцінки якості (експертний, хімічний, розрахунковий тощо) вважають вимірювальний метод. Він найпоширеніший у всіх галузях господарства, особливо часто застосовується в промисловості [1, 5]. В літературі його ще називають інструментальним методом, тобто таким, який реалізують з використанням технічних засобів (інструментів) [1]. Його переваги полягають в тому, що він усуває суб’єктивні похибки, дає можливість створювати гнучкі вимірювальні системи і комплекси, автоматизувати процес контролю якості та впливати на окремі показники якості як в процесі виробництва, так і в процесі зберігання і транспортування, забезпечуючи високу продуктивність та точність вимірювання. Завдяки таким суттєвим перевагам інструментальний метод вважається пріоритетним порівняно з іншими. Якщо це можливо і економічно доцільно, його необхідно використовувати завжди. Інструментальний метод реалізується зазвичай через виконання вимірювальних операцій (реалізація вимірювальних методів) або проведення суто хімічного експерименту. Як відомо з метрології, вимірювальний метод можна реалізувати прямими та непрямими вимірюваннями [8, 9].
Залежно від виду продукції одиничні показники якості можуть характеризувати окремо електричні параметри, фізико-хімічні та інші або сукупність різноманітних показників. Електричні показники якості визначають вимірювачами електричних величин безпосередньо. Показники, що характеризують неелектричні властивості продукції, вимірюють, перетворюючи фізико-хімічні властивості речовин та матеріалів на електричний сигнал за допомогою різних первинних перетворювачів (сенсорів) [10, 11, 12]. Серед них поширені параметричні сенсори, а саме імітансні. [13]. Застосовуючи їх, об’єкт дослідження (речовину чи матеріал), поміщений в електричне коло, розглядають як комплексну пасивнку величину (імітанс). Таке описування більшості вимірювальних об’єктів змістовніше від виконаного за допомогою передавальних функцій або часових характеристик [14, 15]. Особливо це стосується оцінювання якості речовин та матеріалів, оскільки для оцінювання якості продукції важливішим є відображення її внутрішньої структури.
Такі об’єкти в колі змінного струму подають певними схемами заміщення [14, 15]. Для цього використовують первинні імітансні перетворювачі (сенсори) ємнісного, індуктивного чи резистивного характеру. Можливо, такий термін ми вперше вживаємо в технічній літературі. Імітансним сенсором вважатимемо такий перетворювач неелектричної величини, узагальненою вихідною електричною величиною якого може бути імпеданс (комплексний опір) або адмітанс (комплексна провідність) об’єкта контролю. В частковому випадку це активні опір або провідність, ємність або індуктивність, реактивні опір (провідність) або співвідношення між активними та реактивними складовими імітансу (добротність чи тангенс кута втрат) [16, 17]. Ємнісні, індуктивні та резистивні сенсори є частковими варіантами імітансних сенсорів за певних умов.
Відповідно, для вимірювання параметрів імітансних перетворювачів доцільно використовувати, якщо це допустимо, відомі методи та засоби вимірювання параметрів імітансу [18, 19, 20, 21, 22, 23]. Фундаментальні теоретичні та практичні дослідження з вимірювання пасивних векторних величин ведуться впродовж десятиліть. Однак здебільшого безпосередньо застосовувати такі вимірювальні засоби для контролю показників якості продукції неелектричної природи неможливо. Це пояснюється наявністю лише однієї частоти та високих рівнів тестового сигналу на об’єкті контролю, незабезпеченням необхідного режиму вимірювання, спеціалізованим призначенням самого засобу тощо.
Засоби контролю якості продукції повинні бути доступними широкому колу споживачів, уможливлювати як лабораторний, так і експрес-контроль показників якості за різних кліматичних умов, бути універсальними та надавати широкі функціональні можливості за достатнього рівня точності вимірювання. Найповніше відповідають таким вимогам засоби вимірювання імітансу з прямим перетворенням [24, 17, 25, 26, 27].
Різнорідність та різноманітність об’єктів контролю ставить відповідні вимоги до вимірювальних засобів, що стосуються режимів, форми та рівнів сигналів, за яких такі вимірювання треба проводити, з’єднання вимірювальної схеми з об’єктами порівняння (контрольований об’єкт та його базовий зразок), різновиди первинних перетворювачів, моделей, за якими описують об’єкти контролю, забезпечення інваріантності результатів до різних неінформативних величин, можливостей впровадження принципів стандартизації (уніфікація, взаємозамінність тощо). Актуальним є створення основ, розроблення та вдосконалення принципів побудови засобів вимірювання з прямим перетворенням пасивних величин на напругу, створення на цій основі серійнопридатних, доступних широкому колу споживачів приладів та систем контролю якості різних видів продукції як електричної, так і неелектричної природи.

Посилання на джерела

1. Комплексная оценка качества промышленной продукции / Под ред. А.В. Гличева. – М.: Экономика, 1975. – 183 с.
2. Фомин В.Н. Квалиметрия. Управление качеством. Сертификация. Курс лекций / В.Н. Фомин – М.: Ассоциация “Тандем”; ЭКМОС, 2000. – 320 с.
3. Мишин В.М. Управление качеством: учеб. пособие для вузов / В.М. Мишин. – М.:ЮНИТИ_ДАНА, 2002. – 303 с.
4. Ситниченко В. Тенденції якості у новому тисячолітті // Стандартизація. Сертифікація, якість. – 2000. – №4. – С. 48–51.
5. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: учеб. пособие. / И.Ф. Шишкин. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 320 с.
6. Управление качеством: учебник для вузов / С.Д. Ильенкова, В.С. Мхитарян и др; под ред. С.Д. Ильенковой. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:ЮНИТИ_ДАНА, 2003. – 334 с.
7. Бромберг Э.М. Тестовые методы повышения точности измерений / Э.М. Бромберг, К.А. Куликовский. – М.: Энергия, 1978. – 176 с.
8. Дорожовець М.М. Основи метрології та вимірювальної техніки: підруч.; у двох томах / М.М. Дорожовець, В.В. Мотало, Б.І. Стадник та ін. – Львів: Вид-во Нац. у-ту “Львівська політехніка”, 2005.
9. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналогове и цифровые) / П.П. Орнатский. – К.: Вища школа, 1986. – 504 с.
10. Bиглеб Г. Датчики: пер. с нем. / Г. Bиглеб. – М.: Мир, 1989. – 196 с.
11. Форейт И. Емкостные датчики неэлектрических величин / И. Форейт. – М. – Л.: Энергия, 1966. – 160 с.
12. Чернецов В.И. Принципы построения одноканальных преобразователей параметров датчиков / В.И Чернецов // Цифровая информационно-измерительная техника. Пенз. политехн. ин-т. – 1984. – Вып.14. – С. 28–32.
13. Бухгольц В.П. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля и управления / В.П. Бухгольц, Э.Г. Тисович. – М.: Энергия, 1972. – 80 с.
14. Головко Д.Б., Методи та засоби частотно-дисперсійного аналізу речовин та матеріалів: фізичні основи / Д.Б. Головко, Ю.О. Скрипник. – К.: ФАДА, ЛТД, 2000. – 200 с.
15. Засоби вимірювання автоматичного зрівноважування / за ред. П.М. Таланчука. – К.: Либідь, 1994. – 288 с.
16. Кнеллер В.Ю. Определение параметров многоэлементных двухполюсников / В.Ю. Кнеллер, Л.Б. Боровских. – М.: Энергостройиздат, 1986. – 144 с.
17. Гаврилюк М.А., Электронные измерители CLR / М.А. Гаврилюк, Е.П. Соголовский. – Львов: Вища школа, 1978 – 134 с.
18. Гриневич Ф.Б., Измерительные компенсационно-мостовые устройства с емкостными датчиками / Ф.Б. Гриневич, А.И. Новик. – Киев: Наукова думка, 1987. – 110 с.
19. Гриневич Ф.Б. Разработка цифровых трансформаторных мостов для измерения неэлектрических величин / Ф.Б. Гриневич, А.И. Новик, З.Я. Монастырский // Труды ВНТК “ИИС – 83”. – Куйбышев, 1983. – С. 48–49.
20. Гриневич Ф.Б., Высокоточные вариационные измерительные системы переменного тока / Ф.Б. Гриневич, М.Н. Сурду. – К.: Наук. думка, 1989. – 192 с.
21. Походило Є.В. Розвиток теорії та принципів побудови засобів вимірювання імітансу об’єктів кваліметрії. Автореф. д-рa техн. наук / Є.В. Походило. – Львів, – 40 с.
22. Кнеллер В.Ю. Автоматическое измерение составляющих комплексного сопротивления / В.Ю. Кнеллер. – М. – Л.: Энергия, 1967. – 367 с.
23. Мартяшин А.И. Преобразователи электрических параметров для контроля и измерения / А.И. Мартяшин, Э.К. Шахов, В.М. Шляндин. – М.: Энергия, 1976. – 392 с.
24. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи электрических приборов и систем / Л.И. Волгин. – М.: Сов. радио, 1971. – 336 с.
25. Кнеллер В.Ю. Автоматические измерители и преобразователи параметров комплексных сопротивлений с микропроцессорами / В.Ю. Кнеллер, А.М. Павлов // Измерения, контроль, автоматизация. – 1980. – № 11–12 – C. 10–21.
26. Походило Є.В. Малогабаритные измерители CLR-параметров прямого преобразования: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.11.05 / Є.В. Походило. – Львов, 1990. – 17 с.
27. Хома В.В. Улучшение характеристик измерителей составляющих иммитанса для средств параметрического контроля полупроводниковых структур: автореф. дис. канд. техн. наук 05.11.05 / В.В. Хома. – ЛПИ. – Львов, 1989. – 17 с.

Про авторів

ПОХОДИЛО Євген Володимирович
Професор, доктор технічних наук. Професор кафедри метрології, стандартизації та сертифікації Національного університету "Львівська політехніка". Основні напрями наукових досліджень: методи та засоби вимірювання імітансу; імітансні первинні перетворювачі; оцінювання якості та ідентифікація продукції електричної та неелектричної природи за параметрами імітансу.
Автор понад 200 наукових праць, 35 авторських свідоцтв та патентів.

СТОЛЯРЧУК Петро Гаврилович
Професор, доктор технічних наук, завідувач кафедри метрології, стандартизації та сертифікації Національного університету "Львівська політехніка". Заслужений діяч науки і техніки України. Член редколегії науково-технічних журналів "Вимірювальна техніка та метрологія", "Автоматика, вимірювальна техніка та контроль", "Метрологія та вимірювальна техніка", "Методи та прилади контролю якості", "Технічні вісті", "Відбір та обробка інформації".
Основні напрями наукових досліджень: оцінювання якості продукції та послуг.
Автор понад 350 праць, 38 патентів та авторських свідоцтв.