Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Квалиметрия и управление качеством продукции

на тему: Разработка модели оценки уровня качества пустотелого керамического кирпича



Введение

Значение промышленности строительных материалов в нашей стране огромно - от уровня производства их всецело зависят темпы и качество строительных работ.

Главными направлениями технического прогресса промышленности строительных материалов являются:

- создание новых и совершенствование существующих технологических процессов, обеспечивающих получение продукции с минимальными затратами энергетических, материальных и трудовых ресурсов;

- получение новых видов строительных материалов и изделий с заданными свойствами, отвечающими самым высоким требованием строительства;

- широкое внедрение малоотходных и безотходных технологий, использование вторичных продуктов производства.

Различные эксплуатационные условия зданий и сооружений, параметры технологических процессов обуславливают разнообразные требования к строительным материалам, а отсюда вытекает весьма обширная номенклатура их свойств: прочность при нормальной или высокой температуре (последняя характеризует жаро- или огнестойкость материала), водостойкость, стойкость против действия различных солей, кислот и щелочей, шлакостойкость (имеющая особое значение в металлургических процессах) и т. д.

Не менее важна в строительстве и технике проницаемость (или непроницаемость) материалов для жидкостей, газов тепла, холода, электрического и радиоактивного излучения. Наконец материалы для строительства жилых и общественных зданий должны быть долговечными и прочными. Удовлетворение требований потребителей и достижение предприятием лидирующих позиций на рынке обеспечивается выпуском конкурентоспособной продукции. Другой важной задачей является опережающее развитие промышленности строительных материалов, неуклонное снижение себестоимости и удельных капитальных вложений.

Применение методов квалиметрического прогнозирования при управлении качеством проектируемой продукции позволяет обеспечить не только высокий уровень качества и конкурентоспособность, но и свести к минимуму корректировки продукции после ее появления на рынке.

В связи с этим, перспективным направлением является разработка научно обоснованного подхода к оценке и прогнозированию показателей качества и безопасности продуктов питания, базирующиеся на применении методов квалиметрии. Основные задачи квалиметрии - определение номенклатуры необходимых показателей качества продукции, разработка методов их количественной оценки и методов оценки обобщенной характеристики качества и нахождение методов повышения данной характеристики.

Цель курсовой работы: изучить процесс производства кирпича керамического и контролируемые показатели качества. Ознакомиться с особенностями управления качеством при производстве продукции, методами оценки уровня качества продукции. Разработать модель оценки уровня качества продукции.



1. Аналитический обзор литературы

1.1 Сырье для производства пустотелого керамического кирпича и его состав

Основным сырьем для производства пустотелого керамического кирпича являются глинистые породы, представляющие собой механическую смесь глинообразующих минералов и примесей. Глинистые породы - это обычно рыхлые образования, обладающие способностью переходить при увлажнении в пластическое состояние, т. е., легко формоваться и сохранять приданную им форму. После сушки и обжига такая глинистая масса превращается в очень стойкий и прочный каменистый материал, обладающий высокой структурой связью. Именно на этих характерных свойствах глинистых пород основана технология керамических изделий. Основным сырьем, применяемым при производстве кирпича керамического пустотелого, является глина, песок кварцевый того же месторождения и шамот, выступающие в роли отощителя.

Сырье для производства керамических материалов оценивается по следующим показателям:

- пластичности;

- связующей способности;

- чувствительности к сушке;

- воздушной усадке при сушке, огневой при обжиге.

Пластичность глин - их способность под воздействием внешних усилий принимать любую форму без разрыва сплошности и сохранять ее после прекращения этих усилий. Согласно ГОСТ 21216.1-81 пластичность глин характеризуется числом пластичности:

П = W1 - W2



Где:

W1- влажность предела текучести, %, являющаяся границей между пластическим и вязко-текучим состоянием системы;

W2 - влажность предела раскатывания, %, которая находится на границе между хрупким и пластическим состоянием системы.

Связующая способность глин определяет их возможность сохранять пластичность при смешивании с непластичными материалами и измеряется количеством нормального песка (ГОСТ 6139-78), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7. В зависимости от способности глин связывать то или иное количество нормального песка (%) их разделяют на:

- высоко-пластичные (60-80);

- пластичные (20-60);

- низко-пластичные - тощие (20);

- камнеподобные - сланцы, сухарные глины (не образуют теста).

Воздушной усадкой (линейной или объемной) глинистого сырья называют изменение линейных размеров или объема сформованных из него образцов при сушке. Огневой усадкой называют изменение линейных размеров высушенных изделий после их обжига.

Спекаемость глин - их способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного тела (черепка). Классификация глин по температуре спекания:

- низкотемпературная с температурой спекания до 1100°С;

- среднетемпературная соответственно 1100-1300°С;

- высокотемпературная свыше 1300°С.

Керамические стеновые материалы пластического формования обжигают при 900-980°С, а полусухого на 50-100°С выше.

Огнеупорность глин - их свойство противостоять не расплавляясь воздействию высоких температур. Глины делят на:

- огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580°С;

- тугоплавкие 1350-1580°С;

- легкоплавкие - до 1350°С.

Глина по степени огнеупорности относится к группе легкоплавких. Ее огнеупорность 1190-1250^оС.

По содержанию оксида AL2O3 - к группе кислого сырья. Глина содержит большое количество красящих оксидов.

Высокое содержание свободного кварца определяет ее к группе низко-дисперсного сырья.

Химический состав глины приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Химический состав глины:

Наименование оксидов	Массовая доля оксидов, %
SiO2	58,4-68,2
Al2O3	14,11-9,15
F2O3	6,0-2,86
TiO2	0,61-0,68
CaO	4,76-9,28
MgO	2,6-4,78
Na2O	5,36-0,85
K2O	0,64-2,12
П.П.П.	0-9,2

В производстве кирпича обычно используют легкоплавкие глинистые породы с огнеупорностью ниже 13500°С, обладающие необходимой пластичностью и связующей способностью.

Их химический состав в %:

- оксид кремния SiO₂ 60-80;

- глинозем Аl₂О₃ вместе с диоксидом титана TiO₂5-20;

- оксид железа Fe₂O₃ вместе с FeO3-10;

- оксид кальция СаО0-25;

- оксид магния MgOО-3;

- серный ангидрид SО₃0-3;

- оксиды щелочных металлов NaSOKzO1-5.

Оксид алюминия находится в глине в составе глинообразующих минералов и слюдянистых примесей. С повышением его содержания, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность. Диоксид титана влияет на окраску изделий. Оксид железа способствует образованию после обжига красноватого цвета изделиям. При его содержании более 3% и наличии восстановительной среды оксид железа снижает температуру обжига изделий.

Оксиды щелочных металлов находятся в глинах в составе слюд и полевых шпатов, а в примесях в виде растворимых солей. Являются плавнями, при сушке изделия мигрируют на поверхность, а после обжига спекаются, придавая ему большую прочность. Растворимые соли образуют на поверхности изделия белесоватый налет.

Кварцевый песок - распространенный отощитель. При обычных температурах обжига изделий он не взаимодействует с расплавом и тем самым способствует устойчивости изделий при сушке и обжиге.

Гранулометрический состав кварцевого песка приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Гранулометрический состав кварцевого песка:

Размер фракции, мм	Крайние пределы содержания, %
	от	до
>2,5	0,2	0,4
>1,25	0,6	0,8
>0,63	2,8	3,5
>0,315	30	21
>0,16	74	77,4
0,16	22,8	25,6

Модуль крупности кварцевого песка 1,02-1,08. Он характеризуется содержанием глинистых в количестве 2,4-3,2%. Объемная насыпная масса кварцевого песка 1300-1400 кг/м³. Влажность 0,8-2,9%.

В качестве шамота используют молотый бой обжига и брака сушки. Величина отдельных зерен шамота не более 7 мм. Он не может быть засорен посторонними примесями. Влажность шамота - не более 3%.

Основные показатели качества сырья для производства кирпича представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Основные показатели качества сырья для производства кирпича:

Объект контроля	Контролируемые параметры	Номинальное значение	Предельное отклонение
	Наименование
Глина	Массовая доля влаги глины, подаваемой на технологию, %	20	25
	Массовая доля остатка на сите №0063, %	не более 10	не более 5
	Массовая доля зерен размером более 5 мм, %	не более 10	не более 5
Песок кварцевый	Массовая доля влаги, %	2,0	5,5
	Наличие посторонних примесей	не допускается
Шихта	Количество вводимого отощителя. Состав шихты	8,0	11

Древесные опилки армируют глиняную массу, улучшают формовочные свойства, повышают трещиностойкость при сушке, однако снижают прочность изделий и повышают их водопоглощение. Более эффективно применять 5-10% опилок в сочетании с минеральными отощителями.

Отвальные и гранулированные шлаки черной и цветной металлургии, топливные шлаки снижают чувствительность сырца к сушке, повышают трещиностойкость и улучшают процесс обжига.

Пластифицирующие добавки используют для придания мало пластичному (тощему) глинистому сырью необходимой формирования, улучшения сушильных свойств и получения прочных изделий. В качестве пластифицирующих и одновременно обогащающих добавок применяют высоко пластичные, тонкодисперсные, огнеупорные или тугоплавкие глины, отходы добычи и обогащения углей, глины, а также органические и ПАВ, электролиты. СДБ, технический лигнин, введенные в количестве 0,1-1% массы сухой глины повышают пластичность сырья благодаря образованию на поверхности глинистых частиц адсорбционных пленок, играющих роль смазки. Наиболее эффективный способ введения пластифицирующих добавок - в виде шликера или суспензии вместе с водой затворения.

Флюсующие добавки способствуют появлению жидкой фазы при обжиге изделий при более низких температурах в результате образования с компонентами основного сырья низкотемпературных эвтектик. В качестве флюсующих добавок используют тонкомолотый бой стекла, шлаки, пиритные огарки и др.

К окрашивающим добавкам относят тонкомолотые светло-жгущиеся глины, марганцевые, железные и фосфорные руды, карбонатные породы и др. Подготовка добавок сводится к измельчению или просеиванию их до заданного зернового состава.

1.2 Состав и физико-химические свойства пустотелого керамического кирпича

Кирпич - керамическое штучное изделие, предназначенное для устройства кладок. Кирпич нормального формата (одинарный) - изделие номинальными размерами 250 Ч 120 Ч 88 мм.

Пустотелый одинарный кирпич (щелевой, эффективный) может быть бледно-красного, тёмно-красного, коричневого цвета. Масса кирпича, в высушенном состоянии пустотелого должна быть не более 4,3.

Щелевой кирпич делают со сквозными круглыми, щелевидными, овальными или квадратными пустотами. Так как, диаметр сквозных пустот в пустотелом кирпиче не более 16 мм., а ширина щели - 12 мм., раствор практически не заполняет отверстия. Поэтому кладка пустотелым кирпичом обладает низкой теплопроводностью. Пустотелый кирпич используют как при строительстве наружных стен с высокой теплоизоляцией, так и внутренних перегородок, при отделочных работах. Этот кирпич также применяют, чтобы уменьшить толщину стены. Благодаря наличию пустот, сокращается расход сырья на производство кирпича, затраты на перевозку, повышается морозостойкость стен, снижается нагрузка на фундамент. Керамический кирпич наиболее экологичный материал, за счет своей достаточно низкой теплопроводности создающий оптимальный микроклимат в помещении (сохраняет тепло зимой и прохладу летом).

В настоящее время действует стандарт ГОСТ 530-2007 "Кирпич и камни керамические". Физико-химические показатели кирпича керамического представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Физико-химические показатели качества кирпича керамического:

№	Наименование показателей	Значение
1	Водопоглощение, % не менее	6,0
2	Предел прочности при изгибе Мпа	20,0
3	Предел прочности при сжатии Мпа	20,0
4	Водопроницаемость, час	36
5	Термостойкость, т. смен	3
6	Морозостойкость, циклов	35
7	Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, Бк/кг не более	370

Водопоглощение должно быть не менее 6%. Этот параметр контролирует на складе готовой продукции 1 раз в квартал в соответствии с ГОСТ7025-91. Для проведения измерений используют торговые настольные весы ВТН-10 ГОСТ29329-92 среднего класса точности, диапазоном измерений 100-10000 г., ценой деления - 5 г., погрешностью -+0,5%, низкотемпературную лабораторную электрическую печь SNOL 58/350 диапазоном регулирования t, 50-350^оС и погрешностью t+5^оС. Все результаты заносятся в журнал текущего контроля готовой продукции и рабочий протокол.

Морозостойкость силикатного кирпича должна быть не менее 35 циклов. Испытание контролирует ОГТ и Аккредитованный центр 1 раз в квартал в соответствии с ГОСТ7025-91. Для проведения испытаний используется нестандартная ванна с размерами 700х200х300 мм. Данные результаты заносятся в протокол.

Теплопроводность пустотелого силикатного кирпича должна быть равна 0,662. Контроль проводится при постановке продукции на производство, а также при изменении применяемых материалов, размеров и количества пустот. Испытание контролирует ОГТ и Аккредитованный центр в соответствии с СТБ 1618-2006 и СТБ 1160-99.

Радиационный контроль готового силикатного кирпича заключается в определении удельной эффективной активности естественных радионуклидов (А_эфф), этот параметр не должен превышать 370 Бк/кг. Место контроля - склад готовой продукции, проба отбирается один раз в год. Измерения контролирует ОГТ и Аккредитованный центр. Измерения проводятся в соответствии с ГОСТ 30108-94. Результаты заносятся в протокол. Контроль готовой продукции включает приемно-сдаточные испытания и периодические испытания. Объектом контроля готовой продукции является готовый кирпич и его маркировка. На изделии не допускаются дефекты внешнего вида, размеры и число которых превышают указанные в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Дефекты внешнего вида готового изделия:

Вид дефекта	Количество	Нумерация документы
притупленности ребер глубиной не более 10 мм и длиной от 10 до 15 мм, шт.	2	СТБ1228-2000
глубиной от 10 до 15 мм, шт.	2	СТБ1228-2000
Трещины протяженностью до 30 м по постели пустотелых изделий не более, чем до первого ряда пустот, шт.	1	СТБ1228-2000
наличие на изломе и на поверхности посторонних включений размером свыше 5мм, шт. не более	6	СТБ1228-2000
проколы плошка размером более 10мм, шт.	не допускается	СТБ1228-2000
наличие половника, % не более	5	СТБ1228-2000
шероховатости или срыв грани глубиной более 5мм	не допускается	СТБ1228-2000
дефекты от не погасившейся силикатной массы	не допускается	СТБ1228-2000

Все результаты заносятся в журнал текущего контроля готовой продукции.

Размеры готового кирпича должны быть следующими: длина-250, ширина-120, толщина-88. Предельное отклонение от размеров +2мм. Непараллельных граней должно быть 2. Контроль осуществляется на складе готовой продукции, в соответствии с СТБ1228-2000. Для контроля используется металлическая измерительная линейка ГОСТ427-75 с пределом измерения 0-300 мм., ценой деления -1 мм., и погрешностью -+0,1. Все результаты заносятся в журнал текущего контроля готовой продукции.

Предел прочности при сжатии и изгибе должен быть для силикатного кирпича пустотелого и полнотелого следующим: предел прочности при изгибе для марки 100 пустотелого кирпича не менее 1 МПа.

Контролируется каждая партия на складе готовой продукции в соответствии с ГОСТ8462-85. Испытания производятся на прессе ПСУ-125 с пределом измерений 12,5КН и ценой деления по шкале А-10Н, В-2,5Н и металлической измерительной линейки ГОСТ427-75 с пределом измерения 0-300 мм., ценой деления 1 мм., и погрешностью -+0,1. Все результаты заносятся в журнал текущего контроля готовой продукции и рабочий протокол.

Масса кирпича, в высушенном состоянии пустотелого должна быть не более 4,3, полнотелого 5 кг. Контроль проводится каждой партии на складе готовой продукции ИЦ в соответствии с СТБ1228-2000. Контроль осуществляется с помощью низкотемпературной лабораторной электрической печи SNOL 58/350 диапазоном регулирования t, 50-350^оС и погрешностью t +5^оС, торговых настольных весов ВТН-10 ГОСТ29329-92 среднего класса точности, диапазоном измерений 100-10000г., ценой деления - 5 г., погрешностью -+0,5%. Все результаты заносятся в журнал текущего контроля готовой продукции и рабочий протокол. Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий. Марку кирпича по прочности устанавливают по значению пределов прочности при сжатии и изгибе. Маркировка кирпича проводится на складе готовой продукции в соответствии с СТБ1228-2000. Изделия должны маркироваться в каждом пакете по одному в среднем ряду. На изделия наносят несмываемой краской или при помощи трафарета или штампа товарный знак предприятия-изготовителя.

1.3 Особенности управления качеством при производстве пустотелого керамического кирпича

Технологический процесс изготовления изделий стеновой керамики включает следующие основные операции: переработка глиняной массы, формование изделий, их сушка и обжиг. Отдельной операцией является подготовка корректирующих добавок.

В настоящее время приняты следующие способы изготовления керамических изделий:

- пластический;

- жесткое формование;

- полусухое прессование;

- комбинированный способ;

- шликерное литье.

При пластическом методе формования влажность шихты в зависимости от свойств глиняного сырья, находится в пределах от 18 до 22%. При жестком методе формования формовочная влажность на 3-4% ниже, чем при пластическом.

Полусухой способ производства изделий предусматривает формование из сыпучих масс влажностью 8-12%.

При первых двух методах формование производится способом экструзии, в третьем случае - уплотнением прессового порошка в рычажных или гидравлических прессах.

Пластический способ производства кирпича нашел наибольшее распространение как на предприятиях Республики Беларусь, так и за рубежом. Для этой технологии пригодно разнообразное глинистое сырье.

Низкая энергоемкость переработки глины в пластическом состоянии, малая запыленность производственных помещений, возможность получения широкого ассортимента продукции (стеновые изделия с пустотой до 71%) дают предпочтение этому способу.

Однако производство изделий из масс с высокой формовочной влажностью - процесс, требующий корректировки природных свойств глинистого сырья.

При пластическом способе производства глинистые породы подвергают механической обработке, при которой свойства керамической массы изменяются в результате механического воздействия на нее рабочих органов глину обрабатывающих машин. При этом из глинистой породы выделяются каменистые включения, разрушается ее текстура, осуществляется гомогенизация массы и улучшения ее технологические свойства.

Первой стадией переработки является разрушение кусков глинистой породы, которое осуществляется глины рыхлителем, установленным над ящичной подачей.

Второй стадией грубого дробления является измельчение глины до размеров 10-15 мм. Вязкие пластичные глины перерабатывают на гладких дифференциальных вальцах грубого помола.

После предварительной переработки глину подвергают тонкому измельчению. Целью тонкого измельчения является разрушение водопрочных оболочек, связывающих зерна глину обрабатывающих минералов, частичное разрушение самих зерен и освобождение молекулярных связей, за счет которых глина будет присоединяться большое количество связанной воды.

На современных заводах после механической обработки глину подвергают вылеживанию. При этом помимо ее набухания происходит релаксация напряжений в глине, возникших при механической обработке, благодаря чему улучшаются ее формовочные и сушильные свойства. Вылеживание глины увеличивает прочность изделий на 20-30%.

В производстве изделий стеновой керамики глину проминают в лопастных глиномешалках с водяным или паровым увлажнением. Паровое увлажнение глины увеличивает производительность ленточных процессов и снижает потребляемую ими мощность на 15-20%.

Изделия стеновой керамики формуют на ленточных шнековых без вакуумных и вакуумных прессах. Формование изделий на вакуумном ленточном прессе существенно улучшает свойства формуемой массы. Вакуумирование глины упрочняет в 2-3 раза отформованное изделие и примерно в 1,5 раза увеличивает прочность высушенного изделия, на 6-8% повышает его плотность, понижает формовочную влажность на 2-3% и увеличивает связующую способность глины. Отборку сырца от пресса и укладку его на транспортные средства выполняют автоматы.

Формовочная влажность изделий стеновой керамики при пластической технологии находится в пределах 18-22%. Перед обжигом их необходимо высушить до влажности не превышающей 10%.

Для повышения трещиностойкости изделий стеновой керамики при сушке применяют следующие мероприятия: паровое увлажнение глины; введение в шихту крупнозернистых минеральных и органических добавок; вакуумирование глиняной шихты; добавка пластификаторов; увлажнение теплоносителя водяным паром.

Сушка изделий осуществляется в основном в туннельных сушилках, которые работают по принципу противотока, длительность сушки в них составляет 16-36 ч, достигая иногда 48 ч и более.

Для сокращения сроков сушки, снижения образования трещин вводятся тощающие добавки - песок, опилки, шлаковые смеси тепловых электростанций, молотый брак обожженного кирпича. Тощающие добавки требуют перед вводом дополнительной переработки. Это усложняет технологическую схему, но преимущества способа перекрывают его недостатки.

В процессе обжига формируются важные свойства керамического материала, определяющие его техническую ценность - прочность, плотность, водостойкость, морозостойкость и др.

Обжиг изделий осуществляют, в основном в туннельных печах различных конструкций при температуре 950-1050°С. В последнее время нашли применение новые печи: печи со съемным сводом, ротационные и шахтные печи.

В зависимости от физико-минералогических характеристик сырья схема производства может видоизменяться. При повышенной карьерной влажности до 24-25% в начале технологической линии необходимо предусматривать подсушку глины в сушильном барабане или в конвейерной сушилке.

Наличие карбонатных включений обуславливает введение в технологию дополнительных вальцев тонкого помола или сухую подготовку массы в шахтных мельницах и других аналогичных агрегатах.

При производстве кирпича из суглинков или мало пластичных глин желательно осуществлять вылеживание их в буртах или конусах в течение 3-12 мес.

Вода, содержащаяся в глине, при замерзании разрушает природную структуру, агрегаты глинистых частиц. В процессе вылеживания увеличивается удельная поверхность, более полно завершаются процессы набухания, возрастает количество связанной воды и пластическая прочность глиняной массы, улучшаются ее формовочные и сушильные свойства, облегчается последующая переработка массы.

Линия с формованием пластичного бруса и его резкой. Принципиальная блок-схема подобных линий приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Принципиальная блок-схема линий с формованием и резкой пластического бруса:

Показатели качества, контролируемые на различных стадиях производства кирпича керамического представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Контролируемые показатели качества кирпича керамического:

Название этапа производства	Показатель качества	ТНПА
Подготовка сырья	Зерновой состав песка	ГОСТ 29329-92
	Влажность	ГОСТ 8735-88
	Содержание зерен размерами от 5 до 10 мм	ГОСТ 8735-88
	Содержание глины в комках	ГОСТ 8735-88
	Содержание пылевидных и глинистых частиц	ГОСТ 8735-88
	Содержание посторонних включений	ГОСТ 8735-88
	Радиационный контроль песка	ГОСТ 30108-94
	Химический состав песка	ГОСТ26420-85
Формование изделий	Прочность на сжатие кирпича-сырца	СТБ1228-2000
	Размеры кирпича-сырца	СТБ1228-2000
	Режим запаривания в автоклаве	СТБ1228-2000
Сушка	Масса кирпича в высушенном состоянии	СТБ 1160-9912
	Содержание влаги	СТБ 1160-9912
Обжиг	Водопоглощение	ГОСТ 7025
	Не дожег и пережег изделий	СТБ 1160-9912
Контроль готовой продукции	Дефекты внешнего вида	СТБ1228-2000
	Размеры готового кирпича	СТБ1228-2000
	Предел прочности при сжатии и изгибе	ГОСТ8462-85
	Масса кирпича	СТБ1228-2000
	Водопоглощение	ГОСТ7025-91
	Морозостойкость	ГОСТ7025-91
	Теплопроводность	СТБ 1618-2006
	Радиационный контроль	ГОСТ 30108-94
	Маркировка кирпича	СТБ1228-2000

Многоступенчатый контроль качества позволяет производить изделия, соответствующие современным производственным характеристикам. Для производства кирпича керамического пустотелого свойственны определенные технологические особенности, определяющие специфику готового продукта. Соблюдение указанных в ТНПА показателей качества является необходимым условием для производства готовых изделий, пригодных для использования в качестве строительного материала.



2. Требования к оценке качества пустотелого керамического кирпича

2.1 Показатели качества продукции и их классификация

Качество - емкая, сложная и универсальная категория, имеющая множество особенностей и различных аспектов. Научное обоснование термина о качестве дается в философии:

- качество как философская категория выражает неотделимое от бытия предмета его существенную определенность, благодаря чему он является именно данным, а не иным предметом;

- качество продукции (услуги) - определенная совокупность свойств продукции (услуги), потенциально или реально способных в той или иной мере удовлетворять требуемым потребностям при их использовании по назначению, включая утилизацию или уничтожение.

Проблема качества продукции и услуг была и остается актуальной. Она является стратегической проблемой, от решения которой зависит стабильность экономики нашего государства. Процесс улучшения качества, объединяющий деятельность многих производств, коллективов конструкторов, сферы услуг, необходим не только для получения прибыли при сбыте товаров или услуг, но главное - обществу в целом и его интересам.

Решение любой крупной проблемы невозможно без эффективного управления, которое предполагает сосредоточение внимания и сил на основном направлении.

Управление качеством продукции (услуги) - это целенаправленный процесс воздействия на объекты управления, осуществляемый при создании и использовании продукции (услуги), в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого ее уровня качества, удовлетворяющего требованиям потребителей и общества в целом.

Для управления качеством продукции и его повышения необходимо оценить уровень качества. Область деятельности, связанная с количественной оценкой качества продукции, называется квалиметрией. Оценка уровня качества продукции является основой для выработки необходимых управляющих воздействий в системе управления качеством продукции.

В общем виде оценка уровня качества может быть представлена этапами, отраженными на рис. 2.2.

Содержание этапов и объем работ на каждом из них существенным образом зависят от цели оценки качества продукции.

Целью оценки обусловливается: какие показатели качества следует выбирать для рассмотрения, какими методами и с какой точностью определять значения этих показателей, какие средства для этого потребуются, как обработать и в какой форме представить результаты оценки.

Рис. 2.2 - Этапы оценки уровня качества продукции:

Выбор показателей качества устанавливает перечень наименований количественных характеристик свойств продукции, входящих в состав ее качества и обеспечивающих оценку уровня качества продукции.

Для того чтобы объективно оценить уровень качества, необходимо использовать соответствующую номенклатуру показателей - комплекс взаимосвязанных технико-экономических, организационных и др. Ни один показатель не может быть единственным для обоснования выводов по результатам оценки. Обоснование выбора номенклатуры показателей качества производится с учетом:

- Назначения и условий использования продукции;

- Анализа требований потребителя;

- Задач управления качеством продукции;

- Состава и структуры характеризуемых свойств;

- Основных требований к показателям качества.

Классификация показателей качества представлена в таблице 2.1.

Единичные показатель - показатель, относящийся только к одному из свойств продукции (вес, мощность и т. п.).

Относительный показатель - отношение единичного показателя к показателю базовому, выражается в относительных единицах или процентах (%).

Таблица 2.1 - Классификация показателей качества:

Признак классификации	Показатели качества
Функциональная значимость	- Назначения
По характеризуемым свойствам	- надежности; - экономного использования ресурсов, энергии; - технологичности; - эргономические; - эстетические; - экологические; - безопасности; - транспортабельности; - экономические.
По способу выражения	- натуральные единицы (кг, м и др.); - стоимостные.
По степень общности	- общие; - частные.
Роль в процессе производства	- полезности (результатов); - затрат.
Функциональная роль в процессе управления	- плановые (нормативные); - оценочные.
По характеризуемым свойствам	- единичные; - комплексные; - групповые; - обобщенные; - интегральные.
Стадия определения значений и показателей	- прогнозируемые; - проектные; - производственные; - эксплуатационные.
По оценке уровня качества	- базовые; - относительные.
Значимость в оценке продукции	- основные; - дополнительные.

Базовый показатель - показатель, принятый за исходную (эталонную) единицу при сравнительных оценках качества.

Комплексный показатель - показатель, относящийся к нескольким свойствам продукции, характеризует изделие в целом по формуле:

Интегральный показатель - комплексный показатель, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта в натуральных единицах от эксплуатации или потребления продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию или потребление, т. е., эффект, приходящийся на рубль затрат. Групповой показатель - показатель, относящийся к определенной группе свойств.

Обобщенный показатель - показатель, на основе которого принято решение оценивать ее качество.

Показатели назначения характеризуют свойства продукции, определяющие основные функции, для выполнения которых она предназначена, и обусловливают область ее применения. Эти показатели являются основными при оценке уровня качества и делятся на группы:

- классификационные;

- состава и структуры;

- социальные (своевременный выход на рынок, социальный адрес и потребительский типаж, соответствие товаров спросу ассортимента, моральное старение и др.);

- функциональные (производительность, скорость, объем памяти, быстродействие и др.).

Показатели надежности. Недостаточная надежность изделия приводит к большим затратам на ремонт и поддержание их работоспособности в эксплуатации. Надежность изделий во многом зависит от условий эксплуатации: влажности, механических нагрузок, температуры, давления и другие факторы.

Надежность - это свойство изделия (объекта) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения, транспортирования.

Надежность изделия в зависимости от назначения и условий его применения включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохранность.

Показатели экономного использования сырья, материалов, топлива и энергии характеризуют свойства изделия, отражающие его техническое совершенство по уровню или степени потребляемого им сырья, материалов, топлива, энергии.

К таким показателям при изготовлении и эксплуатации изделий, например, относятся:

- удельная масса изделия (на единицу основного показателя качества);

- коэффициент использования материальных ресурсов - отношение полезного расхода к расходу на производство единицы продукции;

- коэффициент полезного действия и т. п.

Показатели технологичности характеризуют свойства продукции, обусловливающие оптимальное распределение затрат, материалов, труда и времени при технологической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции. К показателям технологичности относятся:

- основные (трудоемкость изготовления, уровень технологичности по трудоемкости изготовления, технологическая себестоимость изготовления, уровень технологичности по себестоимости изготовления);

- дополнительные (коэффициент применения типовых технологических процессов, сухая масса, удельная материалоемкость, коэффициенты использования материала и др.).

Эргономические показатели характеризуют удобство и комфорт потребления (эксплуатации) изделия на этапах функционального процесса в системе «человек - изделие - среда использования». Включают в себя:

- гигиенические показатели, которые характеризуют соответствие санитарно-гигиеническим нормам, которые определяют условия жизнедеятельности и работоспособности (уровень освещенности, запыленности и температуры и т. п.);

- физиологические показатели, характеризующие изделия, эксплуатация которых требует от человека использования мышечного аппарата (соответствие изделия силовым, скоростным, энергетическим возможностям человека);

- психофизиологические показатели, характеризующие изделия, эксплуатация которых требует использования органов чувств человека;

- психологические показатели, характеризующие изделие, принимающее участие при информационном взаимодействии с человеком, и требующие использования психологических особенностей человека.

Эстетические показатели характеризуют:

- совершенство производственного исполнения и товарного вида (тщательность покрытия поверхности, чистота выполнения сочленений, округлений, четкость фирменных знаков, устойчивость к повреждениям);

- информационную выразительность (знаковость, в том числе товарный знак, оригинальность, стилевое соответствие и др.);

- рациональность формы (функционально-конструктивная приспособленность, целесообразность);

- целостность композиции (организованность объемно-пространственной структуры, пластичность, колорит и др.).

Экологические показатели характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации или потреблении продукта.

К ним относятся:

- физические (механические - уровни пылевыделения, уплотнения почвы, шума, ультразвуковых колебаний; электромагнитные - уровни радиопомех, биологической активности электромагнитного поля и др.;

- радиационные - уровни излучения альфа-, бета- и гамма- частиц);

- химические (содержание токсичных веществ, выбрасываемых в окружающую среду, коэффициент сохранности токсичных веществ и др.);

- микробиологические (уровень патогенности и вирулентности микроорганизмов, выделяющихся из препаратов микробиологического синтеза, и др.).

Учет экологических показателей должен обеспечить:

- ограничение поступлений в природную среду промышленных, транспортных и бытовых сточных вод и выбросов для снижения содержания загрязняющих веществ в атмосфере, не превышающих предельно допустимые концентрации;

- сохранение и рациональное использование биологических ресурсов и т. д.

Показатели безопасности характеризуют особенности продукции, обеспечивающие безопасность человека (обслуживающего персонала) при эксплуатации или потреблении продукции, монтаже, обслуживании, ремонте, хранении, транспортировании и т. д.

К показателям безопасности относятся: механические (коэффициенты изнашиваемости, уровень шума и вибраций и др.), электрические (время срабатывания электрозащиты, вероятность поражения электротоком и др.), термические (вероятность переохлаждения и перегрева, уровень термохимической агрессивности и др.), пожаро- и взрывоопасные (вероятность возникновения пожара или взрыва и др.), биологические (вероятность биологической опасности и др.), наличие знаков безопасности и др. Показатели транспортабельности характеризуют приспособленность продукции к транспортированию без ее использования или потребления. Такими показателями являются габаритные размеры, масса, коэффициент максимально возможного использования вместимости транспортного средства, диапазон допустимых температур, влажности, давления и ударных нагрузок при транспортировании, затраты, время и трудоемкость подготовительных и заключительных работ и др.

Экономические показатели характеризуют затраты на разработку, изготовление, эксплуатацию или потребление продукции.

Для оценки уровня качества пустотелого керамического кирпича мы выберем следующие показатели качества: прочность при сжатии, прочность при изгибе, морозостойкость, масса, размер, водопоглащение, теплопроводность, радиационный контроль.

Классификация по функциональной значимости и по характеризуемым свойствам продукции приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Классификация показателей качества продукции:

Наименование показателя качества	Классификационная группа
предел прочности при сжатии	надежности
предел прочности при изгибе	надежности
морозостойкость	надежности, безопасности
масса	назначения, экономного использования ресурсов
размер изделий	назначения
толщина наружных стенок, радиус закругления углов, диаметр цилиндрических пустот, ширина щелевидных пустот, протяженность трещин, длину и глубину притупленности	технологичности
теплопроводность	надежности, безопасности
водопоглащение	надежности, безопасности
радиационный контроль	безопасности
срок службы	надежности
наличие известковых включений	надежности
средняя плотность	назначения

Улучшение качества выпускаемой продукции обеспечивается путем комплексных, взаимосвязанных, постоянно осуществляемых мер управления качеством. Применяемые на предприятиях системы управления качеством направлены на установление, обеспечение и поддержания необходимого уровня качества продукции. Производится разностороннее изучение и оценка показателей качества продукции, так как система показателей качества позволяет охарактеризовать каждое из них и оценить качество в целом.

2.2 Методы оценки уровня качества продукции

Рассмотрим основные методы оценки уровня качества продукции.

Дифференциальный метод состоит в сопоставлении оцениваемой продукции с базовыми образцами по единичным показателям качества (Р), которые характеризуют одно из свойств продукции. При этом методе определяют, достигает ли качество оцениваемого изделия качество базового образца в целом, какие единичные показатели оцениваемого изделия превосходят или не соответствуют показателям качества базового образца, а также, насколько отличаются друг от друга аналогичные единичные показатели свойств. Отдельные относительные показатели уровня качества оцениваемой продукции в общем виде рассчитываются по формулам:



(1)

(2)

Где:

p - значение i-ro показателя качества оцениваемой продукции;

p_iб - базовое значение i-го показателя;

п - количество оцениваемых показателей качества продукции.

Формула (1) используется тогда, когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует улучшение качества изделий (например, производительность, мощность, коэффициент полезного действия).

В иных случаях используется формула (2). По этой формуле обычно вычисляют относительные значения таких показателей, как:

- материалоемкость;

- расход материалов, топлива, энергии;

- содержание вредных примесей в отходах;

- трудоемкость;

- параметр потока отказов и др.

По результатам расчетов относительных значений показателей технического уровня изделий и их анализа дают следующие оценки:

- технический уровень оцениваемой машиностроительной продукции выше или равен уровню базового образца, если все значения относительных показателей соответственно больше или равны "1";

- уровень качества оцениваемой продукции ниже уровня базового образца, если все значения относительных показателей меньше "1".

Комплексный метод состоит в оценивании продукции по базовым образцам с использованием комплексного (обобщающего) показателя качества.

Этот метод применяют в тех случаях, когда наиболее целесообразно оценивать ТУ сложных изделий только одним числом.

Согласно стандартной методике ГОСТ 15467-79:

- комплексный показатель качества продукции (К) - показатель качества продукции, характеризующий несколько ее свойств;

- обобщенный показатель качества (Q) - это комплексный среднеарифметический или среднегеометрический показатель, характеризующий несколько близких по значимости (весомости) свойств (параметров).

Обобщающим показателем качества может быть:

- главный, наиболее значимый единичный показатель, отражающий основное назначение изделия;

- средний взвешенный комплексный показатель.

Уровень качества по комплексному методу определяется отношением обобщенного показателя качества оцениваемой продукции Q_оц к обобщенному показателю базового образца Q_баз.

(3)

Комплексную оценку (технического уровня машин) по средневзвешенным показателям качества продукции применяют в тех случаях, когда затруднительно или невозможно определить главный, обобщенный показатель качества и его функциональную зависимость от исходных показателей качества. Обычно используют средний взвешенный арифметический или средний взвешенный геометрический показатель качества.

- средний взвешенный арифметический показатель качества (U) -суммарный комплексный показатель, учитывающий весомость каждого из единичных (абсолютных или удельных) показателей свойств;

- средний взвешенный геометрический показатель (V) - комплексный показатель нескольких существенных свойств продукции, учитывающий взаимовлияние параметров весомости всех входящих в него единичных (абсолютных или удельных) показателей.

Средний взвешенный арифметический показатель качества вычисляется по формулам:

(4)

(5)

Средний взвешенный геометрический показатель вычисляется по формуле:

(6)

Средний взвешенный квадратический показатель вычисляется по формуле:

(7)

Средний взвешенный гармонический показатель вычисляется по формуле:

(8)

Наиболее часто используется средневзвешенный арифметический показатель, однако, он менее точный по сравнению со средневзвешенным геометрическим показателем. Поэтому необходимо рассчитать ошибку от замены средневзвешенного арифметического показателя на средневзвешенный геометрический по следующим формулам:

(9)

(10)

(11)

(12)

Параметры весомости (m) могут быть как размерными, так и безразмерными. В случае принятия условия, что сумма всех параметров весомости равна единице, т. е., параметры весомости называют коэффициентами весомости.

Смешанный метод используется при оценке технического уровня сложной продукции, имеющей большую номенклатуру показателей качества, с помощью дифференциального метода практически невозможно сделать строго обоснованный вывод. Сущность смешанного метода и последовательность действий состоят в следующем.

1. Все единичные показатели качества или их часть объединяют в группы, для которых определяют групповой (комплексный) показатель. Объединение единичных показателей в группы производится в зависимости от цели оценки качества: при проектировании и конструировании изделия, при изготовлении и на различных этапах эксплуатации. Наиболее значимые и характерные единичные показатели можно в группы не включать, а рассматривать их наряду с групповыми;

2. Численные значения полученных групповых (комплексных) показателей и самостоятельно учитываемых единичных показателей сопоставляют с соответствующими базовыми показателями, то есть - применяют принцип дифференциального метода оценки уровня качества продукции.

При смешанном методе оценку уровня качества технической продукции рассчитывают по формулам:

(13)

(14)

(15)

Где:

n - число единичных показателей учитываемых самостоятельно;

m_i - параметр (коэффициент) весомости i-го показателя (i-ой группы);

- Y_к, полученный смешанным методом оценки уровня качества продукции, является обобщенным и комплексным одновременно;

- k - число групп в которые были объединены показатели качества продукции.

Интегральный показатель уровня качества оцениваемого изделия находят как частное от деления значения интегрального показателя качества оцениваемого изделия на соответствующее базовое значение, т. е.:

(16)

Итоговым показателем уровня качества продукции, в том числе и технического уровня промышленных изделий, может быть не только интегральный показатель, но и обобщенный или комплексный, учитывающий несколько различных по сути показателей, а также и главный (определяющий) показатель. Итоговый показатель - это показатель, по которому дается общая оценка уровня качества исследуемой продукции.

Интегральный показатель качества продукции - отношение суммарного показателя эффекта от эксплуатации или потребления продукции W к суммарным затратам на ее создание и эксплуатацию или потребление за весь срок службы (ГОСТ 15467-79):

(17)

Или как обратное отношение этих затрат к полезному эффекту:

(18)

Где:

W - полезный эффект, т. е., количество единиц продукции или выполненной изделием работы за весь срок эксплуатации изделия, например, число произведенных заготовок или деталей, тонн или кубометров переработанного сырья и т. д.;

К_с - суммарные капиталовложения, включающие оптовую цену, а также затраты на установку, наладку и другие работы;

3_э - эксплуатационные затраты за весь срок службы изделия.

Формулы (17) и (18) пригодны для определения интегрального показателя качества изделия со сроком службы до одного года. При сроке службы изделия более одного года интегральный показатель качества Р_ин вычисляется по формуле:

(19)



Где:

(t) - поправочный коэффициент, зависящий от срока службы изделия.

(20)

Где:

Е_н - нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений, обычно принимаемый равным 0,15.

Расчет интегрального показателя по данным формулам справедлив при следующих условиях:

- ежегодный эффект от эксплуатации или потребления продукции из года в год остается одинаковым;

- ежегодные эксплуатационные затраты тоже одинаковые;

- срок службы составляет целое число лет.

В случае, если ежегодный эффект от эксплуатации или потребления продукции, а также ежегодные эксплуатационные затраты изменяются из года в год, то интегральный показатель качества Р_ин вычисляется по формуле:

(21)

Если суммарный эффект от эксплуатации изделия оценить сложно, то интегральный показатель для базового образца принимают равным единице тогда:

(22)

(23)



Для нового или оцениваемого образца продукции, полезный годовой эффект рассчитывают по формуле:

(24)

Где:

ДQ_i, ДQ_j - поправки к полезному эффекту, вызываемые отличиями отдельных свойств оцениваемого образца продукции по отношению к базовому образцу. Причем:

(25)

(26)

(27)

Где:

г_i - коэффициент значимости свойств продукции, на которые отличается новый образец, оценивается экспертным методом;

д_i - коэффициент значимости показателей качества нового вида продукции, на которые отличается оцениваемый образец от базового, определяемые инструментальным методом;

m - число показателей качества, на которые отличается оцениваемый образец от базового, определяемые инструментальным методом.

h - число показателей качества, на которые отличается оцениваемый образец от и определяется экспертным методом;

ДP_j - коэффициент влияния данного показателя на полезный эффект;

P_j - значение показателя качества для оцениваемого изделия;

P_jб - значение показателя качества для базового изделия.

Определение коэффициентов весомости.

Основными методами определения коэффициентов весомости являются:

- предельных и номинальных значений;

- эквивалентных соотношений;

- экспертный метод.

1. Метод предельных и номинальных значений используется в тех случаях, когда известны проверенные на опыте допустимые значения для показателей качества продукции данного вида, определяющие требования к гoднoй продукции или принадлежность ее к данной категории кaчeства. B этих случаях коэффициенты весомости для различных типов средних взвешенных показателей можно рассчитывать по таким формулам.

Для коэффициентов весомости должны соблюдаться следующие условия:

Если условие (29) не выполняется, то необходимо провести перерасчет по следующей формуле:

(31)

Коэффициент весомости для среднего взвешенного арифметического показателя:

(32)



Коэффициент весомости для среднего взвешенного геометрического показателя:

(33)

Коэффициент весомости для среднего взвешенного квадратического показателя:

(34)

Где:

- номинальное (среднее статистическое) значение для показателя качества;

- предельное значение для показателя качества;

- ...