УДК 622 – 1:[658. 512. 2:331.101.1]

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА МЕДИАН В УСТАНОВЛЕНИИ УРОВНЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ ПО КРИТЕРИЮ ЭРГОНОМИЧНОСТИ

Великанов В.С.1, Исмагилов К.В.2, Савельев В.И.3, Аношкин Д.В.4
1ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», канд. техн. наук
2ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», канд. техн. наук
3ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», ст. преподаватель
4ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», студент

Аннотация
В статье предложено использование одновременно двух методов- средних арифметических рангов (баллов) и метод медианных рангов для определения обобщенного эргономического показателя карьерного гусеничного экскаватора.

Ключевые слова: балл, метод, экскаватор, эксперт, эргономичность


ON THE POSSIBILITY OF USING THE METHOD OF MEDIA IN SETTING THE LEVEL OF PRODUCT QUALITY CRITERION ERGONOMICS

Velikanov V.S.1, Ismagilov K.V.2, Savelev V.I.3, Anoshkin D.V.4
1Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, PhD
2Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, PhD
3Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, senior Lecturer
4Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, student

Abstract
The article suggests the use of two simultaneous metodov- arithmetic ranks (points) and the method for determining the median ranks generalized ergonomics career crawler excavator.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Великанов В.С., Исмагилов К.В., Савельев В.И., Аношкин Д.В. О возможности использования метода медиан в установлении уровня качества изделия по критерию эргономичности // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/50793 (дата обращения: 06.06.2017).

Определение обобщенного эргономического показателя карьерного гусеничного экскаватора находится в полном соответствии с общепринятыми методиками по установлению комплексной оценки качества изделия. Однако следует отметить, что в исследованиях [1] комплексный показатель технологичности не учитывался при определении обобщенного эргономического показателя. 
В работах [1, 2], для определения комплексной оценки эргономических свойств карьерного экскаватора использован метод, при котором, эксперты назначают весомости показателей, оценки (баллы) показателей и рассчитывают обобщенный эргономический показатель. Но и этот метод не лишен следующих недостатков:
некорректность, при определении среднего арифметического балла показателя; 
субъективность коэффициентов весомости свойств;
субъективизм исследователя, выбирающего метод обработки исходных экспертных оценок.
Полностью игнорировать средние арифметические вычисления нецелесообразно из-за их привычности и распространенности, обоснованным является использование медиан в качестве средних баллов. Поэтому в исследованиях по определению Кэрг целесообразно использовать одновременно оба метода – метод средних арифметических рангов (баллов) и метод медианных рангов. Такая рекомендация находится в согласии с концепцией устойчивости, рекомендующей использовать различные методы для обработки одних и тех же данных с целью обобщить выводы, получаемые одновременно при всех методах [3-7].
В дальнейших исследованиях воспользуемся репрезентативной теорией измерений, служащей основой теории экспертных оценок, прежде всего той ее части, которая связана с анализом заключений экспертов [7-11].
Эксперт присваивает ранг 1 самому значимому комплексному показателю, который доминирует в определении эргономичности экскаватора и соответственно ранг 5 показателю с наименьшим влиянием (табл. 1).

Таблица 1

Ранги комплексных показателей по степени влияния на Кэрг

№ 
эксперта
К1
К2
К3
К4
К5
1
2
1
3
5
4
2
1
2
4
3
5
3
1
3
5
2
4
4
3
1
2
5
4
5
4
5
1
2
3
6
1,5
1,5
2
4
3
7
1
4
3
2
5
8
2
1
3
5
4
9
1
3
2
4
5
10
2
1
5
4
3
11
1
3
5
4
2
12
1,5
1,5
2
3
4

Примечание. Эксперт № 6, № 12 считает, что комплексные показатели К1К2 равноценны, поэтому они должны были бы стоять на первом и втором местах и получить баллы 1 и 2. Поскольку они равноценны, то получают средний балл (1+2)/ 2 = 3/ 2 = 1,5.

Анализируя результаты работы экспертов, можно констатировать, что полного согласия между экспертами нет, а потому данные, приведенные в таблице, следует подвергнуть более тщательному математическому анализу.
Для оценки влияния на обобщенный эргономический показатель Кэрг комплексных показателей, был применен метод средних арифметических рангов. Для этого была подсчитана сумма рангов, присвоенных комплексным показателям. Затем эта сумма была разделена на число экспертов, в результате рассчитан средний арифметический ранг. По средним рангам строится итоговая ранжировка или упорядочение, исходя из принципа – чем меньше средний ранг, тем лучше комплексный показатель. 
Наименьший средний ранг равный 1,75 получен у комплексного показателя управляемости, следовательно, в итоговой ранжировке он получает ранг 1. Следующая по величине сумма равная 2,25 получена, у комплексного показателя обитаемости, следовательно, итоговый ранг 2. Дальнейшие результаты обработки данных приведены ниже в табл. 2. Итоговая ранжировка по суммам рангов записывается в виде

К1<К2<К3<К4<К5(1)

Ответы экспертов измерены в порядковой шкале, а потому для них неправомерно проводить усреднение методом средних арифметических. Воспользуемся методом медиан. Необходимо взять ответы экспертов, соответствующие одному комплексному показателю, например, комплексному показателю управляемости – К1. Это ранги 2; 1; 1; 3; 4; 1; 1; 2; 1; 2; 1; 1,5, затем расположить их в порядке возрастания. Получим последовательность: 1; 1; 1; 1; 1; 1; 1,5; 2; 2; 2; 3; 4. На центральных местах – шестом и седьмом – стоят 1 и 1,5. Следовательно, медиана равна 1,25.
Медианы совокупности показателей из 12 рангов, соответствующих определенным комплексным показателям, приведены в табл. 2. При этом медианы вычислены по обычным правилам статистики – как среднее арифметическое центральных членов вариационного ряда. Итоговое упорядочение по методу медиан имеет вид

К1<К2<К3<{К4,К5}. (2)

Сравнение ранжировок по методу средних арифметических (1) и методу медиан (2) показывает их сходимость. Можно утверждать, что комплексные показатели осваиваемости (K4) технологичности (K5), из-за погрешностей экспертных оценок в одном методе признаны равноценными – ранжировка (2) [11-17].

Таблица 2
Результаты расчетов по методу средних арифметических рангов и методу медиан
К1
К2
К3
К4
К5
Сумма рангов
20
26
37
43
46
Среднее арифметическое рангов
1,75
2,25
3,08
3,58
3,83
Итоговый ранг по среднему арифметическому
1
2
3
4
5
Медианы рангов
1,25
1,75
3
4
4
Итоговый ранг по медианам
1
2
3
4
4

С помощью корреляционного анализа определена теснота линейной взаимосвязи Кэрг с совокупностью К1, К, К3, К4, К5рассматриваемых в целом. Для исследования зависимости между обобщенным эргономическим показателем и комплексными показателями произведем выборку из 12 моделей экскаваторов отечественного и зарубежного производства [].
Эта теснота измеряется с помощью множественного (или совокупного) коэффициента корреляции R, который является обобщением парного коэффициента корреляции.
Выборочный множественный, или совокупный, коэффициент корреляции R определяется по формуле

 (3)

где – определитель матрицы; p=1,…5 (коэффициенты управляемости, обитаемости, обслуживаемости, осваиваемости и технологичности); – алгебраическое дополнение элементаrii той же матрицы (равного 1). 
Матрица выборочных коэффициентов корреляции представлена как:
 (4)
В результате выполненных расчётов установлено значение множественного коэффициента корреляции 0,59, это указывает на что между Кэрг и совокупностью К1, К, К3, К4, К5 существует достаточно устойчивая связь. При этом, полученный выборочный множественный коэффициент корреляции по абсолютной величине не меньше любого из парных коэффициентов корреляции , которые в свою очередь в приближении до сотых оказались равными 0,57. 
Таким образом, можно заключить выдвинутое предположение о наличии влияния К1, К, К3, К4, Кна Кэрг является обоснованным (рис. 1) [].


Рис. 2.1. Диаграмма взаимосвязи Кэрг с совокупностью К1, К3, К4, К5

В ходе исследований установлено сходство и различие ранжировок, полученных по методу средних арифметических рангов и по методу медиан, а также положительный результат от их совместного применения, для установления степени влияния комплексных показателей на обобщенный эргономический показатель.


Библиографический список
  1. Хусаинов В.Г. Обоснование и расчет эргономических показателей карьерных гусеничных экскаваторов производства ОАО «Уралмаш»: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Екатеринбург: УГГУ, 2006. – 20с.
  2. Бешелев С.Р., Рувич Ф.Г. Математико – статистические методы экспертных оценок. – М.: 1974. – 157 с.
  3. Великанов В.С. Реализация подходов по совершенствованию эргономических показателей карьерных экскаваторов. Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2011. 85 с.
  4. Исмагилов К.В., Великанов В.С. Проектирование отечественных мехлопат с учетом требований рынка горной техники и эргономических показателей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2009. – № 2. – С. 30-32.
  5. Великанов В.С. Использование нечеткой логики и теории нечетких множеств для управления эргономическими показателями качества карьерных экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2010. – № 9. – С. 57-62.
  6. Великанов В.С., Шабанов А.А. Оценка одиночных и групповых эргономических показателей горно – транспортного оборудования на основе нечетких моделей // Перспективы развития горнотранспортного оборудования: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2011. – ОВ №5. – С. 326-332.
  7. Великанов В.С. Разработка алгоритмов нечеткого моделирования для интеллектуальной поддержки принятия решений по определению уровня эргономичности карьерных экскаваторов // Горная промышленность. – 2011. – № 5. – С. 64-70.
  8. Великанов В.С., Шабанов А.А. Эргономическая экспертиза элементов системы «человек – карьерный экскаватор – среда» // Промышленная безопасность и охрана труда на предприятиях топливно-энергетического комплекса: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2011. – ОВ №9. – С.148-155.
  9. Шабанов А.А., Великанов В.С. О перспективах исследований в области эргономического обеспечения отечественных карьерных экскаваторов // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып.4. Тула: изд-во ТулГУ, 2012. –С. 19-29.
  10. Великанов В.С., Шабанов А.А. Использование нечеткого логического вывода для оценки эргономических показателей карьерных экскаваторов // Перспективы развития горнотранспортного оборудования: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2012. – ОВ №.2 – С.145-152.
  11. Великанов В.С. Возможности метода парных сравнений в установлении значимости показателей горных машин и комплексов по критерию эргономичности // Вестник КузГТУ. – 2013. – № 4 – С. 43-46.
  12. Шабанов А.А., Великанов В.С. Обоснование подхода в задании коэффициента определенности правил нечетких продукций в системах нечеткого вывода // Вестник КузГТУ. – 2013. – № 4. – С. 47-50.
  13. Шабанов А.А., Великанов В.С. Обзор исследований и перспективные направления в эргономическом обеспечении проектирования горных машин и комплексов // Вестник КузГТУ. – 2013. – № 6. С. 46-50.
  14. Шабанов А.А., Трубин В.С.,Великанов В.С. Автоматизация процедуры принятия решений методом анализа иерархий в ранжировании горных машин по уровню эргономического обеспечения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2014. – № 1. – С. 346-353.
  15. Великанов В.С. Применение математического аппарата нечетких множеств при управлении и совершенствовании эргономических показателей качества карьерных экскаваторов // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 9-ой международной научно-практической конференции 6-8 апреля 2011 г. / Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт». – Воркута, 2011. – С. 250-253.
  16. Великанов В.С., Шабанов А.А., Савельев В.И. Новые подходы в определении эргономичности карьерных экскаваторов // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. – Екатеринбург: изд-во УГГУ, 2012. – С. 27-32.
  17. Великанов В.С., Шабанов А.А. Метод анализа иерархий в установлении значений весовых коэффициентов эргономических показателей карьерных экскаваторов // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики Сб. науч. тр. – Тула: ГОУ ВПО «ТулГУ» 2012. – Т1, С. 238-244.


Все статьи автора «Великанов Владимир Семенович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: