Моделирование интегрального показателя качества автомобиля

Образец для цитирования: Теплякова, С. В. Моделирование интегрального показателя качества автомобиля / С. В. Теплякова, А. А. Котесова, Н. Н. Николаев // Вестник Донского государственного технического университета. — 2020. —Т. 20, №2.—С. 150–154.

Введение. Для получения, систематизации, описания и применения наработанных знаний и информации в любой сфере деятельности наиболее широко применяется универсальный метод моделирования. Математическое моделирование систематически подкрепляется и актуализируется во многих областях наук. Математическое моделирование позволяет объединять наработанные знания и реальные процессы, в том числе мыслительные [1], объединять возможности воспроизведения свойств реального или создаваемого объекта, процесса или явления с применением другого объекта, процесса или явления.

Качество является совокупностью потребительских свойств, не связанных между собой техническими характеристиками, которые должны удовлетворять текущим и перспективным потребностям [2]. При этом можно проследить тесную взаимосвязь качества с требованиями. Требования ― это конкретные особенности и условия, соответствующие потребительским предпочтениям в течении всего срока эксплуатации. Требования к товару закладываются еще на стадии проектирования [3, 4].

Однако, качество и требования имеют некоторое несоответствие [5, 6]. Особенно это проявляется в несоответствии заявленных технических качеств товара и требований, предъявляемых потребителями. Это объясняется постоянным изменением требований потребителей, зависящих от технического прогресса, а также финансового и культурного состояния населения.

В зависимости от количества характеризуемых свойств и от их влияния на качество изделия показатели качества подразделяются на единичные и комплексные. Единичный показатель позволяет охарактеризовать одно свойство или одну зависимость качества от технико-эксплуатационной характеристики, тогда как комплексный показатель объединяет несколько характеристик. Существует понятие прямых и обратных показателей. Увеличение прямых показателей приводит к повышению качества, увеличение обратных показателей ― к понижению [7].

Проанализировав классификацию показателей качества продукции (рис. 1), можно делать вывод о том, что интегральный показатель является частным случаем комплексного показателя. Интегральный показатель качества характеризует отношение суммарного полезного эффекта при эксплуатации данного продукта к суммарным затратам на его приобретение, эксплуатацию или потребление [8].

Рис. 1. Классификация показателей качества продукции

Метод моделирования интегрального показателя качества изделий. Определение качественного показателя на примере легкового автомобиля осуществляется в последовательности:

Машиностроение и машиноведение

• •    постановка цели;

• •    подбор прототипов для сравнения и выбора оптимального варианта;

• •    подбор параметров, характеризующих изделие с позиции потребителя;

• •    определение усредненных значений показателей качества;

• •    объединение усредненных данных в один показатель для каждой марки;

• •    анализ полученных интегральных показателей всех прототипов;

• •    принятие решений по управлению уровнем качества продукции.

Наибольшие трудности представляют подбор характеристик и получение усредненных значений этих данных [9], так как нет известных методов формирования списка показателей качества и трансформации каждого показателя в числовую форму. Для определения интегрального показателя качества широко применяют его аддитивную форму, т. е. средневзвешенное суммирование, позволяющее объединять единичные, не связанные между собой показатели качества в комплексный показатель. Его применяют в случаях принятия решения по экономически наиболее выгодному варианту, если на рынке представлено несколько прототипов.

То есть, данный метод является наиболее подходящим для моделирования интегрального показателя качества автомобиля.

Формула для расчета комплексного интегрального показателя [10]:

K t = T^afXi , где « — коэффициент весомости i -го параметра; X t — усредненный показатель качества по i -му параметру; n ― число параметров для сравнения.

Для определения коэффициента весомости применяется экспертный метод в соответствии с выражением:

n

Ta_t= 1,0.

i = 1

Алгоритм применяемых расчетов можно проследить на примере выбора оптимального варианта приоб- ретения легкового автомобиля (рис. 2).

Рис. 2. Популярные автомобили типа седан отечественного рынка

Анализу подвергались легковые автомобили, наиболее продаваемые на отечественном рынке. Иерархия осуществлена по ценовой характеристике.

Результаты исследования. Для чистоты эксперимента сравнивались шесть автомобилей с кузовом типа седан в одной ценовой категории. Показателей качества несколько десятков, в расчетах же рассчитан интегральный показатель для 6-ти групп основных (с точки зрения потребителя) показателей качества. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1. На практике применения подобных оценок качества можно учитывать разное количество характеристик, даже с учетом того, что многие них имеют достаточно противоречивое влияние на качество и по своей физической сущности являются весьма сложными для их количественной оценки.

Таблица 1

Исходные данные для расчета интегрального показателя качества автомобилей

Параметр автомобиля			Модель
	Lada Granta	Hyundai Solaris	Skoda Rapid	Kia Rio	Lada Vesta	Volkswagen Polo
Цена, тыс. руб	580	750	680	640	600	690
Пробег, тыс. км	50	75	57	26	53	50
Расход топлива, л	7,2	8,3	8,5	6,4	8,7	8,0
Мощность, кВт	72,07	90,50	80,91	73,50	78,00	80,91
Клиренс, мм	170	160	136	160	171	163
Время разгона, с	11,5	11,0	10,0	13,1	12,8	11,7

Промежуточным этапом вычислений является получение усредненных значений 6-ти рассматриваемых показателей качества для каждой модели Коэффициент весомости определяется по методу экспертной оценки, где человеческий фактор (личностные предпочтения) также играет немаловажную роль при оценке и существенно влияет на итоговое значение интегрального показателя качества сравниваемых седанов. Результаты расчета представлены в табл. 2.

Расчетные параметры качества автомобилей

Показатель качества			Модель
	Lada Granta	Hyundai Solaris	Skoda Rapid	Kia Rio	Lada Vesta	Volkswagen Polo
Место по объему продаж	1	4	6	3	2	5
Коэффициент весомости	0,11	0,15	0,25	0,15	0,14	0,20
Интегральный показатель качества	0,32	0,32	0,71	0,48	0,33	0,49
Место по коэффициенту качества	5	5	1	3	4	2
Конкурентоспособность	55∙10‒5	42∙10‒5	10‒3	75∙10‒5	55∙10‒5	71∙10‒5

Таким образом, максимальный интегральный показатель качества принадлежит автомобилю Skoda Rapid и составляет 0,71. Вместе с тем значения коэффициента качества остальных сравниваемых автомобилей, находящихся в одном ценовом диапазоне, отличаются незначительно. Значения коэффициента конкурентоспособности сравниваемых седанов получены отношением коэффициента качества к стоимости автомобиля. Этот показатель также максимален для Skoda Rapid, что объясняется тем, что покупатель данного автомобиля на одну денежную единицу приобретает больше качества, чем покупатели сравниваемых прототипов.

Обсуждение и заключения. Фиксация информации об объекте исследования или проектирования для хранения и передачи в пространстве или во времени требует применения математического моделирования. Моделирование направлено на построение, совершенствование, изучение и применение моделей реально существующих или проектируемых объектов для последующей оценки их конкурентоспособности. Интегральный показатель качества является одним из унифицированных показателей, способных реализовать сравнение показателей даже с противоречивым влиянием на качество.