Квалиметрия и системный анализ

В.И. КИРИЛЛОВ
КВАЛИМЕТРИЯ 
И СИСТЕМНЫЙ 
АНАЛИЗ
Второе издание, стереотипное
Допущено 
Министерством образования Республики Беларусь 
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений 
по специальностям «Метрология, стандартизация и сертификация», 
«Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей»
Рекомендовано 
Учебно-методическим центром «Профессиональный учебник» 
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по специальности «Метрологическое обеспечение 
информационных систем и сетей»
 
Минск 
Москва
 
«Новое знание» 
«ИНФРАМ»
2014

УДК 658.562(075.8)
ББК 30.607я73
 
К43
Рецензенты:
кафедра «Стандартизация» УО «Витебский государственный технологический университет» (зав. кафедрой — кандидат технических наук, доцент 
А.Н. Буркин);
начальник кафедры информационновычислительных систем УО «Военная академия Республики Беларусь», доктор технических наук, профессор 
В.М. Булойчик
К43
Кириллов, В.И.
Квалиметрия и системный анализ : учеб. пособие / В.И. Кириллов. — 2-е изд., стер.  — Минск : Новое знание ; М. : 
ИНФРАМ, 2014. — 440 с. : ил. — (Высшее образование).
ISBN 978-5-16-005464-3 (ИНФРА-М)
Рассматривается использование методов квалиметрии и системного анализа для оценки отдельных показателей и обобщенного качества продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Анализируются 
методы расчета, ориентированные на экспертные и формализованные 
оценки в условиях определенности, неопределенности и риска, одно 
и многокритериальные задачи оптимизации проектных решений методами математического программирования. Приводятся примеры 
использования систем компьютерной поддержки.
Для студентов вузов, специализирующихся в области метрологии, 
стандартизации, сертификации и управления качеством. Может быть 
полезно студентам, изучающим информационные технологии и управление в технических и экономических системах.
УДК 658.562(075.8)
ББК 30.607я73
 
© Кириллов В.И., 2011
 
© ООО «Новое знание», 2011
SBN 978-5-16-005464-3 (ИНФРА-М)

Предисловие
В условиях бурно развивающихся рыночных отношений и обо
стрения конкуренции товаропроизводителей на мировых рынках
расширение производства высококачественной промышленной
продукции и предоставляемых услуг оказывает существенное
влияние на подъем экономики страны. Повышение качества оте
чественных товаров и услуг имеет первостепенное значение для
выхода на зарубежные рынки, для интеграции в мировую эко
номическую систему, для вступления во Всемирную торговую
организацию.
Качество становится национальной идеей, консолидирующей
усилия государства и производителей в решении вопросов по
вышения авторитета страны в мировом сообществе, повышения
качества жизни населения. Управление качеством в республике
является составной частью единого комплекса государственно
го управления экономикой.
Повышение технического уровня и конкурентоспособности
продукции, работ и услуг должно базироваться на использова
нии достижений науки, внедрении ресурсосберегающих, экологи
чески чистых прогрессивных технологий и новых материалов.
При этом необходимо обеспечить научнотехнический уровень
разрабатываемых изделий, машин и материалов не ниже достиг
нутого ведущими зарубежными фирмами при полном соответст
вии требованиям международных стандартов, европейских норм,
межгосударственных и государственных стандартов.
Качество продукции должно обеспечиваться на всех стадиях
жизненного цикла продукции, от разработки до снятия ее с про
изводства, в том числе на стадии проектных и конструкторских
работ, при выборе поставщиков сырья, материалов и комплектую
щих изделий, на всех этапах производства, а также при реализации
продукции и ее техническом обслуживании в процессе эксплуата
ции потребителем. Такой подход предусматривает комплексное
решение вопросов качества и включает все фазы разработки
и совершенствования продукции, подготовку производства, изго
товление, реализацию и послепродажное обслуживание на основе

Предисловие
эффективной системы обратной связи и планирования качества,
учитывающего конъюнктуру рынка.
Превышение предложения над спросом, острая борьба за поку
пателя привели к выработке объективных показателей, позволяю
щих оценить способность предприятия произвести продукцию
с необходимыми характеристиками и обеспечить стабильное, ус
тойчивое качество изготавливаемой продукции в течение всего
времени действия контракта. Такими показателями в мировой
практике являются сертификаты продукции и систем качества.
Именно они подтверждают соответствие продукции требованиям
по безопасности и основным потребительским свойствам, оцени
ваемое путем ее испытаний, а для системы качества — проверки
на соответствие международным стандартам ИСО серии 9000.
Персонал является главным ресурсом в системе качества, по
скольку факторы, создающие условия для обеспечения и улуч
шения качества, в первую очередь, не технические и даже не
экономические, а социальные. Многообразие и сложность задач,
возникающих в ходе управления качеством и обеспечения каче
ства, предъявляют повышенные требования к уровню специаль
ных знаний в области управления качеством. Соответствующий
уровень знаний достигается, прежде всего, путем надлежащей
подготовки персонала.
Учебная дисциплина «Квалиметрия и системный анализ» отно
сится к числу дисциплин, рассматривающих различные аспекты
обеспечения качества продукции и составляющих фундамент
инженерной подготовки по специальности «Метрологическое
обеспечение информационных систем и сетей». Целью изучения
дисциплины является освоение новой методологии моделирова
ния и оптимизации в области измерения и управления качеством
различных объектов (продукции, систем, процессов, технических
проектов и т.п.).
К основным задачам дисциплины можно отнести:
 изучение общих методологических основ квалиметрии и си
стемного анализа для решения сложных задач измерения (оцен
ки) качества различных объектов;
 обоснование и освоение методов получения достоверной ква
лиметрической информации, методик обработки результатов ква
лиметрии;

Предисловие
5
 изучение методов количественного выражения единичных
и комплексных показателей качества продукции (проектов, труда,
технических систем, управленческих решений, технического уров
ня, конкурентоспособности и т.п.) для решения задач управления
качеством (или его оптимизации) в условиях многовариантности,
многокритериальности и неопределенности;
 изучение основных методов компьютерной поддержки при
нятия решений.
Освоение данной дисциплины должно дать возможность буду
щему инженеру решать многие проблемы, встречающиеся в прак
тической деятельности, в частности:
 формулировать (выбирать) дерево показателей качества для
однородных объектов;
 классифицировать объекты в системе показателей качества;
 измерять единичные и комплексные показатели качества
различной природы (продукции, услуг, процессов, проектов, ре
шений и т.п.), используя разные методы (инструментальные
и экспертные) и разные измерительные шкалы;
 обрабатывать экспериментальные данные;
 формировать математические модели для комплексного по
казателя качества (целевой функции), оценивать их адекватность
физической модели, выполнять синтез оптимального решения
по критерию экстремума целевой функции и минимума риска;
 использовать известные методы аналитического моделирова
ния и оптимизации объектов для «хорошо структурированных»
задач квалиметрии и системного анализа при разных видах ана
литического задания граничных условий (основные методы мате
матического программирования: линейное, целочисленное, нели
нейное и стохастическое) с использованием известных пакетов
прикладных программ и компьютерной поддержкой принятия
решения.
Материал предлагаемого учебного пособия условно можно раз
делить на две части. В одной части, состоящей из 12 глав, излага
ется теоретический материал, охватывающий основные техноло
гии, методы и реализующие их алгоритмы, которые применяются
в ходе решения сложных и многообразных задач измерения и оцен
ки качества объектов различной природы: продукции, техниче
ских систем, технологических процессов, управленческих и тех
нических проектов, решений и т.п.

Предисловие
Практическая реализация квалиметрических процедур тре
бует, как правило, специализированных систем компьютерной
поддержки. В качестве примера таких систем в отдельных главах
пособия описаны четыре компьютеризированных лабораторных
комплекса, разработанных на кафедре метрологии и стандартиза
ции Белорусского государственного университета информатики
и радиоэлектроники (БГУИР). Эти комплексы применяются при
проведении деловых игр (лабораторных работ), моделирующих
процедуры субъективных групповых экспертиз качества различ
ной продукции, а также формализованные методы принятия
оптимального решения (или одного из нескольких возможных)
на основе методов математического программирования.
Другая часть пособия, которая структурно представлена в виде
приложений, направлена на реализацию процедуры контроля
усвоенных теоретических знаний и на практическое примене
ние этих знаний при решении типовых квалиметрических задач.
Контроль знаний осуществляется с помощью тествопросов, ко
торые охватывают различные разделы теоретического курса.
Практические навыки в решении квалиметрических задач
закрепляются путем индивидуализации заданий, получаемых
студентами при проведении деловых игр — лабораторных ра
бот. С этой целью в приложении приведена специальная подборка
типовых производственных задач оптимизации, которые реша
ются различными методами математического программирования
в условиях определенности или риска/неопределенности.
При отборе материалов и написании учебного пособия боль
шую помощь автору оказали директор Белорусского государст
венного института стандартизации и сертификации (БелГИСС)
В.Л. Гуревич и рецензенты: начальник кафедры информацион
новычислительных систем Военной академии Республики Бела
русь, доктор технических наук, профессор В.М. Булойчик и за
ведующий кафедрой «Стандартизация» Витебского государст
венного технологического университета, кандидат технических
наук, доцент А.Н. Буркин, которым автор выражает искреннюю
благодарность. Автор также благодарен инженерам кафедры
метрологии и стандартизации С.П. Урбановичу, Н.Б. Ананенко,
А.Е. Апариной и М.М. Касперович, студентам БГУИР Т.Н. Не
верко, Т.А. Пилютик, И.Л. Городенку и И.В. Лавнику за помощь
при подготовке рукописи к изданию.

Предисловие
7
Материал учебного пособия предназначен для студентов, спе
циализирующихся в области метрологии, стандартизации, серти
фикации и управления качеством. Кроме того, многие разделы
пособия будут полезны студентам, изучающим применение инфор
мационных технологий для управления в технических и экономи
ческих системах (например, специальности «Информационные
технологии и управление в технических системах», «Информа
ционные системы и технологии (в экономике)», «Системный
анализ, принятие решений и управление», «Экономика и орга
низация производства (радиоэлектроника и информационные
услуги)» и др.).

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КВАЛИМЕТРИИ
И СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ
1.1. Основные определения в квалиметрии
Задача дисциплины «Квалиметрия и системный анализ»
(КиСА) — изучить методы исследования и количественных расче
тов для оценки эффективности разнообразных видов деятельно
сти, связанных с проектированием, созданием, эксплуатацией
и потреблением качественной продукции. При решении этой за
дачи используются достижения прикладных наук, в частности,
квалиметрии, и общие подходы и методологии, выработанные
в рамках системного анализа.
Квалиметрией называют отрасль науки (или научное направ
ление, или прикладную науку), которая изучает и реализует мето
ды количественной оценки качества всевозможных предметов
и процессов, т.е. объектов реального (материального) и идеаль
ного мира.
Объектом квалиметрии может быть все, что представляет собой
нечто цельное, что может быть выделено для изучения, исследова
ния и познания.
Предметом квалиметрии является оценка качества в коли
чественном его выражении.
В зависимости от области применения различают:
 общую квалиметрию, или общую теорию квалиметрии,
в которой рассматриваются проблемы и вопросы, а также методы
измерения и оценивания качества;

1.1. Основные определения в квалиметрии
9
 специальные квалиметрии больших группировок (классов)
объектов, например, квалиметрии продукции, процессов (в ши
роком смысле), услуг, социального обеспечения, среды обита
ния и т.д., вплоть до качества жизни людей;
 предметные квалиметрии отдельных видов продукции, про
цессов или услуг, такие как квалиметрия машиностроительной
продукции (определение технического уровня машин), квали
метрия строительных объектов, квалиметрия нефтепродуктов,
квалиметрия электричества, квалиметрия продовольственных
товаров, квалиметрия производственных процессов, квалимет
рия труда, квалиметрия образования и т.д.
Качество является непременным свойством объекта любой
природы. Могут подчеркиваться (выступать как главные) тех
нические, экономические и другие аспекты качества. Наиболее
общее определение дает философия:
Качество — философская категория, выражающая сущест
венную определенность объекта, благодаря которой он является
этим, а не иным. Качество — это объективная и всеобщая характе
ристика объектов, обнаруживающаяся в совокупности их свойств.
При этом свойство — это особенность, некоторое проявление
сущности (природы) объекта.
Для характеристики качества какойлибо продукции исполь
зуют более конкретные определения, например, качество — со
вокупность технических показателей и характеристик, а также
экономических показателей, отражающих спрос, потребление,
динамизм рынка и требования общества, носящие, как прави
ло, юридический характер.
Наконец, в международных рекомендациях по системам управ
ления качеством дается следующее определение:
Качество — совокупность характеристик объекта, относящих
ся к его способности удовлетворять установленные или предпо
лагаемые потребности.
В этом определении отдельные термины имеют следующий
смысл:
 объект — деятельность или процесс, продукция, организа
ция или отдельное лицо, а также любая комбинация из них;
 процесс — это совокупность взаимосвязанных ресурсов
и деятельности, которая преобразует входящие элементы в вы

1. Общие сведения о квалиметрии и системном анализе
ходящие. При этом под ресурсами понимаются: персонал, сред
ства обслуживания, оборудование, методология и технология;
 продукт — результат деятельности или процесса;
 продукция — овеществленный результат деятельности, пред
назначенный для удовлетворения определенной потребности.
Применительно к продукции используют несколько вариан
тов определения качества. Так, по ГОСТ 15467–79 качество про
дукции — это совокупность свойств продукции, обусловливаю
щих ее пригодность удовлетворять определенные потребности
в соответствии с ее назначением.
Качество продукции по стандарту ИСО (международной ор
ганизации по стандартизации) — это совокупность свойств или
характеристик продукции или услуги, которые придают им
способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые
потребности.
Качество продукции, как определяет Большой энциклопе
дический словарь (издание 1997 г.) — это совокупность свойств
и мера полезности продукции, определяющие ее способность
удовлетворять личным и общественным потребностям.
Во всех вышеприведенных определениях под свойством про
дукции понимается объективная способность (особенность), кото
рая проявляется при создании, эксплуатации или потреблении
продукции.
У квалиметрии, как и у всякой научной дисциплины, есть
свои методологические принципы, содержание которых состоит
в следующем:
1. Квалиметрия обязана предоставлять практике хозяйствен
ной деятельности людей (т.е. экономике) общественно полезные
методы достоверной, квалифицированной и количественной оцен
ки качества различных объектов исследования.
В отношении оценки качества товарной продукции проблема
состоит в том, что у потребителей и производителей продукции
существенно разные интересы. Производитель не всегда заинтере
сован и часто не может создавать качественные товары, а прода
вать их он стремится по наиболее высокой цене. Потребитель же
заинтересован в дешевой, но качественной продукции. Поэтому
методы оценки качества продукции у производителя и потреби
теля могут быть разными. Задача квалиметрии — разрабатывать