Обеспечение качества изделий машинного производства

ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ 
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

А.А. АФАНАСЬЕВ
А.А. ПОГОНИН

2-е издание, дополненное

Рекомендовано в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлениям подготовки 
15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение 
машиностроительных производств»,
27.03.01 «Стандартизация и метрология» 
(квалификация (степень) «бакалавр»)

УДК 621:006(075.8)
ББК 34.5ц.я73
 
А94

Афанасьев А.А.
Обеспечение качества изделий машиностроительного производства : учебное пособие / А.А. Афанасьев, А.А. Погонин. — 
2-е изд., доп. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 376 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/textbook_596624b95b07a3.
51520891.

ISBN 978-5-16-013091-0 (print)
ISBN 978-5-16-105881-7 (online)

В учебном пособии дана характеристика систем управления качеством, 
их основные принципы и основные законодательные документы.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся 
по направлениям подготовки 15.03.05 «Конструкторско-технологическое 
обеспечение машиностроительных производств» и 27.03.01 «Стандартизация и метрология».

УДК 621:006(075.8)
ББК 34.5ц.я73

Р е ц е н з е н т ы:
Алиматов Б.А., доктор технических наук, профессор Белгородского 
государственного технологического университета им. В.Г. Шухова;
Пастухов А.Г., доктор технических наук, профессор Белгородской 
государственной сельскохозяйственной академии

ISBN 978-5-16-013091-0 (print)
ISBN 978-5-16-105881-7 (online)
©  Афанасьев А.А., 
Погонин А.А., 2017

А94

Введение

Дисциплина «Обеспечение качества изделий» в цикле специальных дисциплин 
для инженеров-машиностроителей является обобщающей и одновременно аналитической, так как имеет своей целью выявление оптимальных вариантов изготовления деталей машин, обеспечивающих качество изделий, сопоставимое с мировыми стандартами. Современный уровень развития машиностроения позволяет 
обеспечить наиболее высокие показатели качества изделий в эксплуатации при 
высоком уровне безопасности жизнедеятельности и экологии окружающей среды.

В придании изделиям свойств, характеризуемых определенными показателями, большое значение имеют три направления деятельности в производстве 
продукции: управление качеством, обеспечение качества, улучшение качества.

Все эти направления объединяются в комплекс действий, мероприятий и материальных объектов, называемый системой качества. Указанные направления 
могут быть отнесены одновременно к каждой стадии жизненного цикла изделия, 
начиная с изучения потребностей рынка (маркетинга) и заканчивая утилизацией 
изделий после их полного или частичного использования. Система качества основывается на методологии анализа всех ее составных частей, выявления ошибок, 
недостатков, мест или точек для совершенствования процессов управления, производства и их организации.

Многолетний опыт производства изделий, влияние их качества на конкурентоспособность, соотнесение передовых технологий изготовления изделий и реального производства позволили создать структурированное по разделам, наиболее 
общее, практически универсальное описание оптимально организованного современного производства и представить его в виде эталонного стандарта ГОСТ Р ИСО 
9001—2015 — международного стандарта, входящего в серию 9000 в обновленной 
версии 2015 г. на русском языке.

Содержание данного стандарта претерпело значительные изменения. В отличие от версии 2008 г. он содержит семь принципов (ранее было восемь). 
Принцип «системный подход» в новой версии не упоминается, так как рассматриваемый принцип «процессный подход» по существу является системным подходом 
и применяется к начальной и конечной стадиям процессов с учетом влияющих 
факторов.

Решения в новой версии стандартов принимаются не на основе фактов, а на 
основе свидетельств, т.е. на более строгом уровне. Поэтому все содержание документа пронизано разработкой и актуализацией документированной информации 
в отличие от обязательных, называемых ранее документированных процедур.

Значительная часть внимания в стандарте уделяется планированию, разработке 
и актуализации рисков и ожиданий.

Обеспечение качества изделий на производстве представляет собой часть 
системы качества, направленную на создание организационных, производственнотехнических и производственно-технологических условий, гарантирующих получение заданных или ожидаемых значений показателей качества.

В отличие от обеспечения качества управление качеством представляет собой 
совокупность процессов и организующих действий, включая планирующие, направленных на изменение или поддержание условий и факторов, с целью выполнения требований к качеству.

3

I. ОБЩИЕ АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ

1.1. Показатели качества изделий

Показатель качества изделий -  это количественная характеристика одного или нескольких ее свойств, рассматриваемая применительно к определенным условиям создания и эксплуатации изделия, 
машины и т.д. (ГОСТ 15467—79).

Применяют единичные и комплексные показатели.
Единичные показатели относятся к одной, достаточно значимой 
характеристике изделия. Ими могут быть, например, размеры, масса, 
уровень шума, средний срок службы, мощность, крутящий момент и 
др.

Комплексные показатели 
характеризуют сразу 
несколько 
свойств продукции. Их делят на групповые, интегральные и обобщенные.

Более распространены единичные показатели качества (ПК), которые делятся на эксплуатационные и производственно-технические.

Группу эксплуатационных составляют показатели назначения, 
надежности, экономичности, эстетичности, безопасности, экологичности, гигиены, антропометрии, физиологии, психофизиологии, психологии.

Показатели назначения характеризуют степень соответствия 
изделия (машины, продукции) ее целевому назначению. К ним могут 
быть отнесены: мощность, производительность, грузоподъемность, 
к.п.д., крутящий момент и т.д. Эти показатели определяют технические возможности и прогрессивность изделия, эффективность его эксплуатации.

В общем виде показатели назначения можно разделить на:
-  показатели состава и структуры;
- показатели групповой классификации (мощность электродвигателя. емкость ковша, передаточное отношение редуктора, и др.);

-  показатели функциональные и технической эффективности 
(грузоподъемность, скорость транспортных средств, цикличность работы пресса, частоты вращения шпинделя и др.);

-  конструктивные показатели (габаритные размеры, присоединительные размеры, коэффициент эффективности, взаимозаменяемость и др.).

Показатели назначения тесно связаны с другими показателями.
Показатели надежности характеризуют свойство изделий выполнять заданные функции (работоспособность), сохраняя во времени 
значения установленных эксплуатационных показателей в заданных

4

пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Показатели надежности -  безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Безотказность -  свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или наработки.

Показатели безотказности -  вероятность безотказной работы Pit),

средняя наработка до отказа / 
, интенсивность отказов А(1). гаммапроцентная наработка до отказа Г(х),

Долговечность -  свойство изделия сохранять работоспособность 
до наступления предельного состояния при установленной системе 
технического обслуживания и ремонта.

Показатели долговечности: ресурс, гаммапроцентный ресурс, 
средний срок службы, срок службы до списания.

Ремонтопригодность -  свойство изделия, заключающееся в его 
способности поддерживать и восстанавливать работоспособное состояние путем технического обслуживания и ремонта.

К показателям ремонтопригодности относят: вероятность восстановления в заданное время, среднее время восстановления, удельная и средняя трудоемкость технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство изделия сохранять в заданных пределах значения параметров исправного и работоспособного состояния в 
течении хранения, после хранения и транспортирования.

Показатели эргономичности характеризуют машину (изделие) в 
системе человек-машина и учитывают ее приспособленность к антропометрическим, биомеханическим, 
физиологическим, 
инженернопсихологическим свойствам человека, проявляющимся в процессе использования изделия. Номенклатура эргономических показателей установлена ГОСТ 16456-70.

Показатели эстетичности характеризуются:
-  композиционной целостностью, выразительностью и рациональностью формы (внешняя гармония формы, целостность композиции, соответствие современному стилю, моде и современному общественному эстетическому идеалу, колорит цветовых сочетаний);

-  функциональной целесообразностью формы и объектнопроизводственного расположения структуры конструкции;

-  качеством наружной поверхности и тщательностью ее отделки в сопряжениях, переходах, в нанесении знаков, символов и др.

Показатели безопасности характеризуют особенности продукции, обуславливающие безопасность обслуживающего персонала при 
ее использовании. Такими показателями могут быть вероятность без5

отказной работы, время срабатывания защитных устройств, электрическая прочность изоляции, электропроводимость и др.

Показатели экологичности характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду при эксплуатации изделия. К ним относят, например, содержание вредных примесей, выбрасываемых в 
окружающую среду, вероятность выбросов и др.

Показатели гигиены характеризуют соответствие изделий и рабочей среды требованиям санитарии и гигиены. К ним относят, например, уровень освещенности, температуру, давление, влажность, 
запыленность, токсичность, предельно допустимые концентрации 
(ПДК), уровень шума, вибрации, ускорения и др.

Показатели антропометрии характеризуют соответствие изделия и его элементов форме и размерам человеческого тела и его частей.

Физиологические показатели характеризуют соответствие 
изделия силовым, двигательным и другим возможностям человека.

Показатели психофизиологии характеризуют соответствие изделия особенностям органов чувств человека. Изделие должно обеспечивать комфортность расположения, восприятия зрительной, акустической информации идр.

Показатели психологии характеризуют соответствие изделия 
особенностям и возможностям высшей нервной деятельности человека.

Производственно-технологические показатели включают технологические, организационно-правовые и экономические показатели.

Технологические показатели характеризуют свойство изделия 
соответствовать оптимальным распределениям затрат материалов, 
средств труда и времени на подготовку производства и изготовление 
изделий. Это свойство называют технологичностью, которая бывает 
производственной и эксплуатационной. Технологичность характеризуется такими основными показателями, как (ГОСТ 18831-73 ^Технологичность конструкции. Термины и определения»):

а) трудоемкость изготовления 7„. которая выражается суммой 
нормо-часов, затраченных на изготовление изделия;

б) уровень технологичности по трудоемкости изготовления А', 
определяемый как отношение достигнутой трудоемкости изготовления 
Т„ к базовому показателю трудоемкости изготовления Т,„г,

К,

б

в) технологическая себестоимость изделия СТ, которая оценивается как сумма затрат на единицу изделия при осуществлении технологического процесса изготовления.

г) уровень технологичности по технологической собственности, 
определяемый отношением достигнутой себестоимости изделия СТ к 
базовому показателю технологической себестоимости изделия СТ,,

СТ
is cm _  
с  '
Л уш 
гт 
е ' о

Дополнительные показатели технологичности характеризуются:
а) технологическими показателями расхода материала: масса изделия, удельная материалоемкость, коэффициент использования материала и др.;

б) технологическими показателями обработки: коэффициент шероховатости;

в) технологическими показателями состава конструкции: коэффициент сборности, блочности, коэффициент перспективного использования (первый определяет удельный вес сборочных единиц в общем 
количестве составных частей в других изделиях, второй -  перспективность использования в качестве составной части в других изделиях).

Кроме рассмотренных часто используют такие показатели, как:
-  энергоемкость - это затраты энергии на единицу продукции:
-  показатели стандартизации и унификации.
Насыщение изделия стандартными или унифицированными частями, ведет к повышению качества или к стабильности качества изделия.

Степень стандартизации и унификации характеризуется такими показателями:

-  коэффициентами применяемости А„„,
- повторяемости к],
-  насыщенности К ,,

-  унификации Ку.
Здесь

К„р 
^ > -1 0 0 % , 
п

где п -  общее число типоразмеров составных частей изделия; 
««-- число оригинальных типоразмеров;

7

г/- 
N
К„ = _  • 100% ,

где TV -  общее число составных частей; 
п -  число типоразмеров;

К„
N - n

где N -  общее число составных частей; 
п -  число типоразмеров;

К %, =

н

У 
н
•100%,

где и, -  количество типоразмеров составных частей в изделии;

птах -  максимальное число (количество) типоразмеров составных 
частей одного из изделий группы;

z -  общее количество не повторяющихся типоразмеров составных 
частей, из которых состоит группа изделий;

Я -  это общее количество рассматриваемых изделий в группе.

Комплексные показатели делятся на групповые, интегральные и 
обобщенные.

Групповые характеризуют группу свойств продукции. Например, для автомобилей -  маневренность, устойчивость, управляемость и 
т.д.

Интегральный показатель отражает соотношение суммарного 
полезного эффекта от эксплуатации или потребления и суммарных 
затрат на ее создание, эксплуатацию или потребление.

. 
Я0

З'+ З,

где Пэ -  полезный годовой эффект от эксплуатации, выраженный в 
натуральных единицах (м, кг, шт. и др.)

Зс-  суммарные капитальные затраты на создание продукции, руб.
Зэ -  суммарные эксплуатационные расходы (текущие) в течение года.

8

Размерность интегрального показателя -эффект/1 рубль. 
Обобщенный показатель -  совокупность свойств, которой принято оценивать качество продукции.

Для часовой промышленности это оценочное число, определяемое по формуле:

N =0,15 Ктах +0,1 Ртт+С.

где Vmes -  изохронная погрешность;

Р 
-  позиционная погрешность:

С — температурный коэффициент.

1.2. Система управления качеством

1.2.1. Общие сведения

Система управления качеством (СУК) или система менеджмента 
качества (СМК) представляет собой согласованную рабочую структуру, действующую в фирме и включающая эффективные технологические и управленческие методы, обеспечивающие наилучшие и наиболее практичные способы взаимодействия людей, машин, а также информации с целью удовлетворения требований потребителей, предъявляемых к качеству продукции, а также экономии расхода на качество.

Мировой опыт управления качеством был сконцентрирован в пакете международных стандартов ИСО 9000, принятых Международной организацией по стандартизации (ИСО) в марте 1987 г.

К сегодняшнему дню объекты стандартизации этой серии международных стандартов значительно расширились и охватывают не 
только элементы систем качества, критерии их выбора и модели систем обеспечения качества, но и способы проверок действующих систем качества, критерии квалификационных характеристик экспертов- 
аудиторов. Приняты международные стандарты по управлению качеством услуг, перерабатываемых материалов, программного обеспечения. Значительная работа проделана в методическом аспекте: принят 
ряд руководящих указаний, разъясняющих содержание отдельных составляющих системы обеспечения качества.

В этой связи международные стандарты по обеспечению качества теперь называют «семейством» стандартов ИСО серии 9000.

Международные стандарты этой серии после 2000 года имеют 
три варианта:

9

ИСО 9000 : 2000 «Системы менеджмента качества. Основные 
положения и словарь»;

ИСО 9001 : 2000 «Системы менеджмента качества. Требования»;
ИСО 9004 : 2000 «Системы менеджмента качества. Руководство 
по анализу и улучшению деятельности».

Мировой опыт сформировал не только общие признаки действующих систем УК, но также и принципы и методы, которые могут 
применяться в каждой из них. В настоящее время можно выделить три 
уровня системы управления качеством, имеющие некоторые концептуальные различия:

1. Системы, соответствующие требованиям стандартов ИСО серии 9000

2. Общефирменные СУК (TQM-всеобщее управление качеством- 
Totai Quality Management)

3. Системы, соответствующие критериям национальных или международных (региональных) премий, дипломов по качеству.

Наиболее популярна первая, достаточно близкая ко второй.
В основу СУК положены 8 принципов УК, составляющих основу 
международных стандартов ИСО серии 9000:2000.

Принцип менеджмента качества представляет собой всестороннее фундаментальное правило руководства и управления процессом 
постоянного улучшения деятельности организации для удовлетворения требований всех заинтересованных сторон

Принцип 1  Ориентация на потребителя

Организации зависят от своих потребителей, и поэтому должны 
понимать их текущие и будущие потребности, выполнять их требования и стремиться превзойти их ожидания.

Принцип 2 -  Лидерство руководителя
Руководители обеспечивают единство цели и направления деятельности организации. Им следует создавать и поддерживать внутреннюю среду, в которой работники могут быть полностью вовлечены 
в решение задач организации. Концепция лидерство связанна с концепцией ответственности.

Принцип 3  Вовлечение работников

Работники всех уровней составляют основу организации, и их 
вовлечение дает возможность организации с выгодой использовать их 
способности. Не имеет смысла наказывать за просчеты менеджмента.

Принцип 4  Процессный подход

Желаемый результат достигается эффективнее, когда деятельностью и соответствующими ресурсами управляют как процессом. Все 
виды деятельности рассматривают, как процессы. Процессы -  это логически упорядоченные последовательности проделанных шагов (ра
10