2.3.5. Основные положения определения оптимального уровня качества

Оптимальный технический уровень качества изготовления про­дукции может быть выражен функцией определенного вида затрат. По опенкам специалистов затраты, связанные с потерями от брака, составляют примерно 65 %, затраты на оценку качества изготовления — около 25 % и затраты на предупреждение потерь от брака — 10 % об­щих затрат на качество. Очевидно, что целесообразно увеличивать затраты на предупреждение брака и на оценку качества, чтобы сни­зить потери от брака. Именно это позволит не только снизить затра­ты на обеспечение качества, но и повысить репутацию предприятия как изготовителя продукции высокого качества.

Для потребителя более целесообразно исследовать зависимости его затрат от технического товарно-эксплуатационного уровня качества продукции. Важнейшими составляющими затрат в этом случае явля­ются цена приобретения (единовременные затраты) и цена потребле­ния (включая затраты на утилизацию или уничтожение) продукции.

Анализ зависимостей экономических характеристик изготовителей и потребителей отчетливо показывает, что для них, безусловно, имеются экономически оптимальные уровни. В современных рыночных условиях

для изготовителя важен не столько оптимальный технический уровень ка­чества изготовления, сколько отсутствие каких-либо дефектов у продук­ции, попавшей к потребителю. Поэтому следует обеспечивать технический уровень качества изготовления продукции несколько выше оптимального.

В условиях рынка подавляющая часть предприятий в качестве крите­рия оптимальности при определении оптимального уровня качества пред­почитает получение максимума прибыли. Применительно к техническому уровню анализ зависимости экономических характеристик потребителя и изготовителя продукции от уровня ее технического качества К показывает, что для потребителя и изготовителя есть экономически оптимальный уро­вень качества (рис. 2.3.1). На его значение влияют: экономический эффект от использования потребителем продукции с уровнем качества К, экономический эффект от ее реализации изготовителем, а также

Рис. 2.3.1. Оптимальные по критериям минимума затрат и максимума прибыли технические уровни качества для изготовителя и потребителя промышленной продукции

суммарные затраты на приобретение и эксплуатацию продукции по­требителем и расходы изготовителя на производство продукции.

На рис. 2.3.1 использованы следующие обозначения:

Э,,„ — экономические результаты потребителя за счет эксплуатации товара с определенным техническим уровнем;

К_и — технический уровень товара у потребителя:

3,, — затраты потребителя, связанные с приобретением и эксплуата­цией товара определенного технического уровня;

Д„ — доход потребителя, связанный с эксплуатацией товара опреде­ленного технического уровня;

прибыль (производственная) потребителя, связанная с эксплуа­тацией товара определенного технического уровня;

П„ ,_мк1 — максимальная прибыль (производственная) потребителя, кото­рая может быть получена за счет эксплуатации товара опреде­ленного технического уровня;

потребителя (затраты на техническое обслуживание, ре­монт, эксплуатацию и т.п.);

цена приобретения товара (единовременные затраты на приоб­ретение);

— суммарные затраты потребителя на приобретение и потребление (эксплуатацию) товара;

— минимальные суммарные затраты потребителя;

К......

оптимальный технический уровень товара по критерию макси­мально получаемой потребителем прибыли;

К,,,,,, —соответственно минимальный и максимальный безубыточный

технический уровень товара, приобретаемого потребителем;

Э,„, — экономический результат изготовителя за счет реализации изго­товленной продукции с определенным уровнем качества изго­товления продукции;

— уровень качества изготовления продукции в процессе производ­ства;

затраты изготовителя, связанные с обеспечением качества изго­товления продукции установленного (запланированного) про- ектно-технического уровня;

изготовителя, связанный с реализацией продукции с обеспеченным в процессе производства уровнем качества изго­товления;

П„ — прибыль (производственная) изготовителя, связанная с реали­зацией продукции с обеспеченным в процессе производства уровнем качества изготовления;

— максимальная прибыль (производственная) изготовителя, кото­рая может быть получена за счет реализации продукции с обес­печенным в процессе производства уровнем качества изготов­ления;

— затраты изготовителя на оценку качества изготовления продук­ции;

Зц ни, г. — затраты изготовителя на потери от брака, рекламации и т.н.;

З_и — затраты на предупреждение брака в процессе производства;

3„ — суммарные затраты изготовителя на производство продукции определенного уровня качества изготовления;

Зи._ми1, — минимальные суммарные затраты изготовителя;

К_И._{Ш1Т >} — оптимальный уровень качества изготовления продукции по критерию минимальных затрат изготовителя;

К„ „,„.,, — оптимальный уровень качества изготовления продукции по критерию максимально получаемой изготовителем прибыли;

К„ц„ К„₂₍, — соответственно минимальный и максимальный безубыточный уровень качества изготовления продукции, производимой изго­товителем.

Зависимость экономического эффекта от уровня качества К представляет собой «кривую насыщения», т.е.

Если, например, изменение верхней границы воспроизводимых магнитофоном частот с 8 до 12 кГц (при скорости 9,5 см/с и неиз­менных прочих параметрах) не приводит к существенному удорожа­нию изделия, то дальнейшее доведение этого показателя с 13 до 16 кГц ведет к значительному увеличению стоимости магнитофона. Вместе с тем первое рассмотренное улучшение его уровня качества дает значительно больший эффект при эксплуатации, чем второе.

Характер зависимости затрат 3 от уровня качества при низких значениях К, как правило, у потребителя иной, чем у изготовителя. Это объясняется различным соотношением скоростей изменении эксплуатационных затрат потребителя и стоимости продукции в за­висимости от роста уровня ее качества К.

Дальнейший анализ показывает, что на первом участке (см. рис. 2.3.1) 0—К,₀ затраты на продукцию превышают экономический эффект от ее использования. Такая же картина наблюдается и в том случае, когда уровень качества изделия превышает К,₀. Благоприят­ный для потребителя и изготовителя уровень качества лежит в преде­лах от до

Для потребителя оптимальное значение К (по критерию макси­мума прибыли) находится в точке соответствующей макси­мальной разности ординат кривых = что позво­ляет получить максимум прибыли от повышения уровня качества.

Оптимальный для изготовителя уровень качества продукции (по критерию получения максимума прибыли при ее массовом производ­стве) — это значение К_иоп, ,,, соответствующее максимуму отношения

Э_И(К)/3_И(К) = п„ ,._1КС.

с точки зрения потребителя, уровень качества продукции всегда несколько выше аналогичной характеристики из­делия, рассматриваемой с позиций изготовителя. Это обстоятельство обусловливает одну из причин непрерывного повышения оптималь­ного технического уровня качества продукции.

К аналогичным выводам можно прийти подобным же образом, анализируя затраты и эффекты изготовителя и потребителя, рас­сматривая в качестве критерия оптимальности минимум затрат.

Оптимальный уровень качества выражает не только степень соот­ветствия продукции конкретным потребностям, но и предусматрива­ет производство ее в оптимальном для рынка количестве. Именно эту взаимосвязь отражают закономерности спроса и предложения про­дукции в зависимости от ее цены и технического уровня, что позво­ляет определить оптимальный технико-экономический уровень в целом (при равновесных цене и техническом уровнях).

В рыночных условиях повышение качества всегда целесообразно, так как только на основе продукции более высокого качества, чем у конкурентов, можно сохранить имеющиеся и завоевать новые рынки.

Очевидно, что оптимальный уровень качества продукции в целом должен достигаться при его соответствующих оптимальных показа­телях. При этом, в зависимости от того, к какой категории относится рассматриваемая продукция, оптимизация показателей может про­водиться при наличии ограничений на величины или отсутствии ог­раничений. Для исследования этого вопроса в качестве примера возьмем показатели надежности как наиболее значимые среди всех других, присущих промышленной продукции.

Учитывая условия оптимизации надежности, необходимо иметь в виду, во-первых, к какой категории относится тот или иной вид про­дукции (в зависимости от классификационного признака последст­вий отказа, снижении или низком значении показателя качества — см. рис. 2.3.1).

Во-вторых, необходимо обоснованно избрать вид задачи по оп­тимизации надежности. Наиболее распространенными видами задач могут быть следующие:

1) достижение заданного уровня надежности при минимуме затрат;

2) при заданных допустимых затратах достижение максимально возможного уровня надежности;

достижение при минимуме затрат максимально возможного уровня надежности;

4) достижение максимального экономического эффекта (прибы­ли и

В-третьих, проверить достигаемые численные значения

показателей надежности на соответствие их ограничениям. Это отно­сится к первой и второй категориям продукции.

В-четвертых, необходимо, в подавляющем большинстве случаев, проверить численные показатели надежности на конкурентоспособ­ность, т.е. определить, являются ли они конкурентоспособными.

Для любых изделий зависимость затрат (3) от уровня надежно­сти (К„) в общем виде складывается из следующих составляющих:

3(К„) = 3_№И(К_Н) + 3_П„(К_Н) + 3„,„(К_Н> + 3_Ж(К_И) + 3_У1(К_Н),

где 3(К_Н) — суммарные затраты на разработку 3_|ИДК_И), производство 3„_Р('К_И), товарооборот 3_ТШ(К„), эксплуатацию (К_н) изделия, утилизацию 3_Ч1(К„).

Каждая из составляющих затрат может содержать затраты посто­янного и переменного характера, т.е. затраты соответственно не за­висящие и зависящие от уровня надежности. При определении оп­тимального уровня надежности в расчетах постоянные затраты мож­но не учитывать.

Затраты на разработку зависят от квалификации разработчиков, сложности решаемой задачи, срока разработки и других причин. Обычно эта составляющая затрат отражается в себестоимости, а при серийном и массовом производстве влияние затрат на разработку оказывается незначительным и их можно в расчетах не учитывать.

Затраты на производство следует определять как полную себе­стоимость изделия.

Затраты на товарооборот (обращение и реализацию изделия) в ряде случаев можно не учитывать, так как, например, для техниче­ских изделий размер этих затрат в зависимости от К.,, обычно не из­меняется. В других случаях затраты необходимо учитывать.

Эксплуатационные затраты обычно включают в себя все состав­ляющие эксплуатационных расходов необходимых на эксплуатацию и имеющих различные величины от К„, а также величину ущерба от от­казов. Последний может иметь для многих изделий решающее значение при определении оптимального уровня надежности потребителем.

Важными факторами, оказывающими существенное влияние на эксплуатационные расходы, в зависимости от уровня надежности, являются затраты на неплановые ремонты, техническое обслужива­ние, запасные детали и элементы и т.п.

Любой естественный отказ изделия ведет к отрицательным по­следствиям: влечет за собой ущерб, затраты на замену отказавшего элемента, ремонт, простой рабочей силы, приобретение нового эле­мента и т.д. Составляющие ущерба зависят от назначения изделия и характера системы, в которой он используется. Исходя из этого все изделия можно подразделить на две группы:

1) изделия, эффект от использования которых прямо пропорцио­нален длительности работы:

2) изделия, эффект от использования которых получается только при полном выполнении задачи.

Следует отметить, что в настоящее время для определения ущер­ба от отказов изделий используются разнообразные методы, однако единый подход к решению этой задачи пока отсутствует. В каждой отрасли промышленности существует ряд методик определения ущерба с учетом специфики эксплуатации изделий, но все они дале­ки от совершенства, объективности и единообразия.

Из содержания задач по оптимизации уровня надежности достаточно ясно определяется ход решения первой (при К_н > > К_{1| 0Ш}) и второй задач. Для последних двух задач, а также первой (при К„ _ш1 < К_||11|И) определение оптимальных уровней надежности представляется более сложным.

К задаче достижения при минимуме затрат максимально возмож­ного уровня надежности (третья задача) критерием оптимальности

могут быть приняты 3„_______ В этом случае решение задачи может быть

достигнуто простым и наиболее приемлемым методом непосредст­венного сравнения затрат по каждому из вариантов изделий с раз­личным уровнем надежности.

Однако имея затраты каждого из вариантов с различным уровнем надежности, можно получить эмпирическую зависимость затрат от уровня надежности 3 = ДК„). Эту зависимость можно описать кривой посредством различных математических методов. Для определения оптимального значения с необходимой степенью точности практи­чески достаточно вариантов. В этом случае для описания кривой 3 можно воспользоваться методом точечной интерполяции.

Например, при наличии трех вариантов изделия с тремя различ­ными уровнями надежности К,,,, соответствующими им затратами 3,,, 3₍, оптимальный уровень надежности методом точеч­ной интерполяции будет определяться по формуле:

Для более точного нахождения оптимального уровня надежности можно воспользоваться кубической интерполяцией и наличием че­тырех узлов интерполяции (четырех вариантов изделий с различным уровнем надежности), определяемых уровнями надежности К_н(1, К,,,, К„і, К_и, и соответствующими им суммарными приведенными затра­тами 3₀, З,, 3,, 3.. Тогда величина

(3, -3₀):

ДЗ, = 3, - з₀

ы

А = (^Кн2 - ^Кно) (^кн2 - ^Кн

(3., -3₀)

При решении задачи оптимизации уровня надежности достижени­ем максимального экономического эффекта критерием оптимально­сти может быть избран максимум прибыли от использования продук­ции. В этом случае каждому из вариантов изделий с различным уров­нем надежности будет соответствовать свое значение экономического эффекта, что позволяет получить выпуклую вверх эмпирическую кри­вую П = ЛК_Н) с точкой экстремума, определяемой максимумом эф­фекта (прибыли) и К_нот. Оптимальный уровень надежности может быть рассчитан аналогичным методом, описанным или другим

математическим способом.

Подобный способ определения оптимального уровня на приме­ре надежности аналогично может использоваться также при нахож­дении оптимального проектно-технического и других видов уров­ней качества.

Данный подход вполне применим также к определению опти­мальных уровней конкурентоспособности. Для целей оптимиза­ции как уровня качества продукции, так и отдельных групп пока­зателей или важнейших его показателей достаточно объективно может осуществляться также известным методом линейного про­граммирования.