Національний університет «Львівська політехніка»
Національний університет «Львівська політехніка»
КАЗАНЦЕВ СЕРГІЙ АНДРІЙОВИЧ
УДК 658.562
СТВОРЕННЯ НАУКОВО-МЕТОДИЧНИХ ТА НОРМАТИВНИХ ЗАСАД ФАХОВИХ СИСТЕМ СЕРТИФІКАЦІЇ
05.01.02 – стандартизація, сертифікація та метрологічне забезпечення
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Львів – 2008
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Національному університеті «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник - доктор технічних наук, професор
Столярчук Петро Гаврилович,
завідувач кафедри «Метрологія, стандартизація та сертифікація» Національного університету «Львівська політехніка»
Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор
Володарський Євген Тимофійович,
професор кафедри автоматизації експериментальних досліджень Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”
доктор технічних наук, професор
Поджаренко Володимир Олександрович,
завідувач кафедри метрології та промислової автоматики
Вінницького національного технічного університету
Захист відбудеться «11» липня 2008 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.08 у Національному університеті «Львівська політехніка» (79013, Львів, вул. С.Бандери, 12, ауд. 226 головного корпусу).
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету «Львівська політехніка» (79013, Львів, вул. Професорська, 12)
Автореферат розісланий 9 червня 2008 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, д-р техн. наук, професор Я.Т.Луцик
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Одним із шляхів подолання технічних бар’єрів у торгівлі є впровадження систем оцінки відповідності продукції і послуг. Такі системи повинні відповідати принципам та директивам «Нового Підходу» і «Глобального Підходу» та бути спроможними реалізовувати основоположну вимогу до їх побудови і функціонування: “один стандарт – один метод випробування – одна процедура оцінки відповідності, прийнятні всюди”. Але чинна в Україні система оцінки відповідності не в повній мірі відповідає принципам та рекомендаціям міжнародних і європейських організацій. Державна система сертифікації в законодавчо регульованій сфері побудована за централізованим принципом та не враховує вимоги міжнародних стандартів щодо проведення робіт з оцінки відповідності незалежною стороною. Тому результати випробувань та сертифікації не визнаються міжнародними організаціями з сертифікації та акредитації, а, виходячи з цього, - і замовниками продукції і послуг. Це призводить до необхідності проведення повторного контролю, випробувань і сертифікації продукції та послуг, і, як наслідок, до збільшення їх вартості та терміну надходження до клієнтів.
Тому не викликає сумніву необхідність створення і впровадження в Україні системи оцінки відповідності, яка б відповідала міжнародним принципам, підходам і вимогам. Сьогодні завдання зі створення та впровадження систем сертифікації і стандартизації вирішуються тільки на підставі практичного досвіду. Організаційно-технічні рішення приймаються без їх наукового обґрунтування та приводять до негативних наслідків і не сприймаються світовою спільнотою. Результати проведеного в процесі досліджень аналізу відомих автору джерел та пошуку інформації показали, що задача формалізації системи оцінки відповідності та обґрунтування її характеристик до останнього часу не ставилась і науково-методичного апарату для її вирішення не було створено.
В сучасних умовах розвитку комп’ютерної техніки та новітніх інформаційних технологій найбільш доцільним для прийняття раціональних економічно і соціально вигідних суспільству рішень є застосовування методів моделювання і оптимізації. В зв’язку з чим є необхідним розв’язати актуальну складну наукову задачу, яка має важливе практичне значення для розвитку вітчизняної системи технічного регулювання та полягає у створенні науково-методичних і нормативних засад обґрунтування раціональної системи сертифікації і стандартизації, що відповідає міжнародним і європейським принципам і вимогам, чинному законодавству України та сучасному рівню розвитку науки і техніки, а також у виборі шляхів її впровадження і регламентації на основі сучасних принципів та підходів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконувались за тематичними планами НДР кафедри “Метрологія, стандартизація та сертифікація” Національного університету “Львівська політехніка”; в процес і виконання НДР, що включені до Плану заходів зі створення системи сертифікації продукції та послуг військового і спеціального призначення „Спеціальний регістр”, затвердженого наказом ДП „Укроборонсервіс” від 11.03.04 № 63, та розроблені і реалізовані на виконання рішень РНБО від 24.12.03, розпорядження КМУ від 31.03.04 № 200-р, колегії ДК „Укрспецекспорт” від 18.02.04 та її розпорядження від 09.08.04 № use–14.2/10269 щодо створення системи оцінки відповідності озброєння та військової техніки; а також при виконанні НДР з розробки проекту “Соглашения о взаимном признании систем аккредитации” на замовлення Інтеграційного Комітету Євразійського економічного простору (2004 р.), в яких здобувач приймав особисту участь.
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційних досліджень є розвиток системи технічного регулювання на основі створення і впровадження науково-методичних і нормативних засад фахової системи сертифікації, що відповідає міжнародним і європейським принципам і вимогам, чинному законодавству України та сучасному рівню розвитку науки і техніки.
Для досягнення поставленої мети у роботі вирішуються наступні наукові задачі:
- провести аналіз існуючих систем оцінки відповідності та розробити концептуальні засади побудови сучасної фахової системи сертифікації продукції;
- провести декомпозицію цілей і задач системи оцінки відповідності та на цій основі сформулювати задачу її оптимізації та обґрунтувати критерій ефективності;
- розробити імітаційні моделі систем сертифікації та стандартизації;
- розробити науково-методичний апарат обґрунтування плану стандартизації фахової системи сертифікації;
- розробити організаційну базу системи у вигляді Концепції фахової системи сертифікації продукції спеціального призначення „Спеціальний регістр”;
- розробити нормативну базу системи сертифікації „Спеціальний регістр”.
Об’єктом дослідження є система сертифікації продукції.
Предметом дослідження є процедури, моделі, алгоритми, методи оцінки відповідності, організаційна та нормативна база системи сертифікації.
Методи дослідження. В процесі наукових досліджень, виходячи з особливостей предметної галузі і сформованих задач використовувались: методи системного аналізу для розроблення концептуальних засад побудови фахової системи сертифікації; методи загальної теорії систем, декомпозиції та імітаційного моделювання при розробці моделі системи і обґрунтування її характеристик; методи теорії графів, теорії множин та експертних оцінок для розробки моделі стандартизації та методики формування оптимального плану стандартизації і формалізації нормативних документів.
Наукова новизна одержаних результатів. У процесі дослідження отримано такі основні результати:
- вперше система сертифікації представлена у вигляді складної організаційно-технічної системи, що об’єднує три підсистеми: основних засобів, управління та забезпечення; проведено декомпозицію цілей і задач системи;
- вперше розроблено і науково обґрунтовано концептуальну, операційну, формалізовану моделі, які у сукупності складають імітаційну модель фахової системи сертифікації, як складної організаційно-технічної та інформаційної системи, та обґрунтовано критерій ефективності системи;
- створено апарат синтезу системи стандартизації, який дозволяє оптимізувати номенклатуру правил, норм та вимог, що підлягають регламентації в стандартах, і обґрунтувати пріоритети розроблення нормативних документів;
- вперше стандарт представлено у вигляді інформаційного каналу зв’язку між окремими процесами, що здійснюються в системі сертифікації, а комплекс стандартів – як розвинуту сітку таких зв’язків;
- розроблено методику розрахунку показників важливості задач для ефективного функціонування системи сертифікації та обчислення кількісних значень ступеня стандартизації правил, вимог і норм в діючих нормативних документах;
- розроблено методику формування оптимальної послідовності реалізації вимог, норм і правил у вигляді нормативних документів при обмеженні фінансових ресурсів та часу, які необхідно витратити на розробку документів;
- для оцінювання техніко-економічного ефекту від стандартизації введено показник приросту інформації, яка забезпечується імплементацією кожного з правил (норм, вимог), що регламентуються у нормативних документах;
- створено науково-методичні засади і методологію фахових систем сертифікації, що реалізовані для спеціальної продукції, яка експортується.
Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень впроваджені:
- при створенні системи сертифікації “Спеціальний регістр” та розробці її нормативного забезпечення, а саме 5 стандартів (акт впровадження від 15.05.06 № 59-06);
- при створенні стандартів керівного органу фахової системи сертифікації “CERTEX” Київської торгово-промислової палати (акт впровадження від 25.05.06 № 1709-5/321);
- Асоціацією “Українські акредитовані органи з оцінки відповідності” при розробці трьох стандартів (акт впровадження від 26.09.06 № В-73);
- при обґрунтуванні і формуванні програм стандартизації ДП “Укрметртестстандарт” Держспоживстандарту України (акт впровадження від 27.03.06 № 17-08/454);
- ДП “Укроборонсервіс” державної компанії “Укрспецекспорт” при розробці концепції систем добровільної сертифікації продукції оборонного призначення при її техніко-економічному обґрунтуванні, створенні плану стандартизації та організації системи сертифікації (акт впровадження від 11.04.06 № 29/6.2-2853).
Створено математичний апарат, що дозволяє оптимізувати вимоги, які необхідно регламентувати у нормативних документах, та дозволяють обґрунтувати номенклатуру пріоритетів стандартів, що зменшує витрати на розроблення стандартів. Одержані результати надають можливість використання їх для створення фахових систем стандартизації і сертифікації у інших галузях економіки.
Особистий внесок здобувача в отриманні наукових результатів полягає в тому, що усі положення, які становлять суть роботи, були сформульовані та вирішені ним самостійно, а також в постановці і вирішенні теоретичних та прикладних задач створення фахових систем сертифікації.
У роботах, що опубліковані у співавторстві, особистий внесок здобувача полягає у наступному: [2] – обґрунтовано критерій ефективності системи сертифікації та розроблено її формалізований опис, як складної організаційно-технічної системи; [7] – сформульована задача оптимізації фахової системи сертифікації продукції, формалізовано критерій ефективності системи сертифікації та запропоновано метод оптимізації її характеристик.
Апробація результатів роботи. Результати проведених дисертаційних досліджень апробовані на міжнародних і вітчизняних конференціях, симпозіумах: Всеукраїнській конференції з нагоди всесвітнього дня стандартизації “Єдиний стандарт, єдине випробування – прийняті всюди” (м. Київ, 2002); 5-й Конференції випробувальних центрів України (м.Київ, 2004); науково-практичній конференції “Перспективи розвитку системи випробувань та забезпечення якості при імпорті-експорті оборонної продукції” (м. Київ, 2005); Міжнародній конференції “Стратегия качества в промышленности и образовании” (Болгарія, м. Варна, 2005); Міжнародній науково-технічній конференції “Підтримка експорту продукції машинобудування на основі введення європейської системи оцінки відповідності” (м. Одеса, 2005); ІІІ Міжнародному симпозіумі “Якість та екологія, як основа конкурентоспроможності національної економіки” (м. Київ, 2006).
Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 10 наукових праць, у т.ч. 7 у фахових виданнях, що відповідають вимогам ВАК України, з них 5 – одноосібно.
Структура та обсяг дисертації. Робота складається із переліку умовних позначень і скорочень, вступу, чотирьох розділів, висновків та десяти додатків. Повний обсяг дисертації становить 250 сторінок, з них 25 рисунків та схем, 11 таблиць, додатки на 87 сторінках, оформлені окремою книгою, список використаних джерел з 110 найменувань на 12 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність вибраного напрямку досліджень, наведено зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами, сформульовано мету та визначено задачі роботи, розкрито наукову новизну одержаних результатів. Приведено відомості про особистий внесок здобувача та апробацію результатів роботи.
У першому розділі з позицій та на підставі системного підходу проведено аналіз міжнародного стану, досвіду та тенденцій технічного регулювання, існуючих міжнародних та національних систем оцінки відповідності, а саме у галузях лісового господарства, вибухозахищеного електричного обладнання, засобів вимірювання, колісних транспортних засобів, захисту інформації та інших галузях, оцінено можливі варіанти застосування схем оцінки відповідності. На підставі порівняння державної системи сертифікації з міжнародними системами оцінки відповідності. встановлено, що її побудова та правила функціонування не в повній мірі відповідають сучасним міжнародним та європейським принципам, критеріям “Нового Підходу” та “Глобального Підходу”, не враховують вимоги міжнародних стандартів щодо неупередженості і об’єктивності, необхідності проведення робіт з оцінки відповідності незалежною стороною. Це є підставою для того, що результати випробувань та сертифікації, проведені в системі, не визнаються на ринку міжнародними організаціями з сертифікації та акредитації.
Узагальнено вимоги міжнародних і європейських стандартів і директив до сучасних систем сертифікації та на цій підставі сформульовано концептуальні та методологічні засади побудови організаційної і нормативної бази фахової системи сертифікації продукції і послуг.
Встановлено, що система сертифікації є складною організаційно-технічною системою, яка об’єднується інформаційними та матеріальними потоками. Сформульовано вимоги до сучасних систем сертифікації, здійснено аналіз процесів, що відбуваються при сертифікації, та визначено три основні підсистеми – управління, забезпечення та основні засоби.
Обґрунтовано необхідність розроблення імітаційної моделі фахової системи сертифікації для визначення оптимальних (раціональних) організаційно-технічних та нормативних показників її складових і елементів. Виявлено, що до останнього часу з системних позицій, на основі визначення критерію ефективності та на підставі формалізації характеристик і параметрів системи та її елементів, задача оптимізації систем сертифікації і стандартизації не ставилась.
У другому розділі на основі досвіду вирішення задач оптимізації складних організаційно-технічних систем для визначення і формалізації критерію ефективності, концептуальну модель системи сертифікації представлено у вигляді процесу управління із зворотним зв’язком (рис.1) та на цій підставі обґрунтовано критерій ефективності Системи, - витрати на її створення та функціонування (С) повинні бути мінімальними при виконанні нею своєї мети та завдань. Для формалізації критерію ефективності С визначено: Q0 – множина параметрів, що встановлюють взаємодію між елементами Системи, Q1 - сукупність параметрів, що характеризують організаційні характеристики Системи; Q2 – множина технічних параметрів Системи; Q3 – параметри, що характеризують методичні засади Системи; Q4 – сукупність економічних характеристик; Q5 – показники продукції (робіт, послуг), що підлягають сертифікації; S - показники нормативних документів системи; Ро – фактичне значення ймовірності того, що мета Системи досягнута та прийнято відповідне рішення - видавати чи не видавати сертифікат відповідності.
Задача обґрунтування характеристик Системи представлена у вигляді задачі оптимізації:
(QJ opt = 0,5) ~ C = min C (Q1,Q2,Q3,Q4,Q5, S,Q0,Po, Po*,Р1, Р1*,Т) (1)
при Po > Po* , P1 > P1* ,
де Po – ймовірність того, що мета Cистеми досягнута та прийнято відповідне рішення (видавати сертифікат чи ні);
Po* – задане значення ймовірності того, що сертифікат буде видано;
P1, P1* – фактичне та задане значення ймовірності відповідності Системи вимогам законодавчих, нормативно-правових та нормативних документів;
Т – час (період) моделювання.
Для визначення характеристик і параметрів множин (Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, S, Q0) Система представлена у вигляді операційної моделі (Рис.2).
Формалізація задачі (1) має відомі передумови:
· кількісні показники продукції (N, N1), що підлягає сертифікації - складові Q5;
· технічні параметри Системи Q2;
· характеристики методик (G1), (G2), (G3), (G5) - складові Q3;
· вартість еталонів, робочих приладів, випробувального обладнання(Е1), витрат на їх експлуатацію і ремонт, атестацію, повірку і калібрування (Е2) - складові Q4;
· задане значення ймовірності відповідності Системи вимогам законодавчих, нормативно-правових та нормативних документів (P1*);
· задане значення ймовірності того, що сертифікат буде видано (Po*).
Усі інші елементи qJ QJ, J = 0,1 ... 5 є регульованими змінними. Їх кількість залежить від рівня деталізації елементів Системи. Тому задача (1) відноситься до багатокритеріальних задач оптимізації великого розміру. Для можливості оптимізації Системи розроблено формалізована модель Системи (рис 3). запропоновано оригінальну методику, яка полягає у зменшенні кількості регульованих характеристик. Це дозволило задачу (1) трансформувати до виду:
QK ~ C = min C(QK, QJ, S, Po, Po*, P1, P1* , Т ), (2)
при QJ < QK < QJ*; J,K I; I = 0,5; J* = K,
де QJ, QJ* - вектори заданих вихідних та початкових даних;
К – номер множини QJ (J I; I = 0,5), елементи якої підлягають оптимізації.
Розроблені концептуальна, операційна та формалізована моделі у сукупності складають імітаційну модель, яка разом з запропонованим методом оптимізації може розглядатися як методологія створення фахової системи сертифікації.
Для вирішення задачі створення нормативної бази системи сертифікації розроблено модель системи стандартизації (S), яка передбачає, що її функціонування здійснюється відповідно до вимог, правил та норм, що складають множину:
M= {m1, m2,…..,mi,…,mI}, (3)
M=M1 M2 M3,
де mi - вимога до i-го процесу в системі S; i I;
I – кількість вимог, що регламентують функціонування системи S;
M1 – множина норм і правил, що стандартизовані та відповідають вимогам до функціонування системи S;
M2 – множина правил, що стандартизовані, але не в повному обсязі відповідають вимогам до системи S та потребують уточнення (переробки);
M3 – множина не стандартизованих правил.
Для визначення важливості М Система S представлена у вигляді орієнтованого графа G (X,F), який представлено у вигляді багаторівневої ієрархічної структури:
R(X(0), X(1),…,X(k),…,X ( r ) (4)
де X(0) - цілі функціонування системи S (нуль-рівень структури); X(1), …, X(k),…,X( r ) - множина задач, рішенням яких досягаються цілі X(0) на 1,2,…., k,….,r рівнях відповідно; k - номер рівня; r - кількість рівнів G(X,F).
Кожна задача на k-рівні Xi(k) (i - номер задачі) характеризується коефіцієнтом ai(k), що визначає важливість рішення цієї задачі для досягнення цілі X(0).
На підставі основної теореми Месаровича для централізованих структур R-мірне співвідношення (4) представлено у вигляді системи з (r-1) бінарних співвідношень:
R0 X(0), X(1), R1 X(1), X(2) , …. , Rk X(k-1), X(k), … , Rr X(r+1), X( r ).
Бінарне співвідношення Rk (k=0,…,r) можна представити матрицею-стрічкою F(k) = Fij(k) , де Fij(k) – коефіцієнт вкладу i-ої задачі k-го рівня в рішення j-ої задачі (k-1)-го рівня. Відомо, що ai(k) та Fij(k) пов’язані співвідношенням:
ai(k) = aj(k-1) Fij(k) , (5)
де i=1,…,; -кількість задач на k-ому рівні; j=1,…,; -кількість задач на (k-1)-рівні.
Елементи матриці Fij(k) визначають важливість відповідних правил mi M, що характеризують ефективність функціонування системи S. Для кожного k-го рівні коефіцієнти ai(k) та Fij(k) нормуються до одиниці. Визначення кількісних значень показників ai(k) та Fij(k) використано апарат методу експертних оцінок. Для створення моделі нормативного документа визначено ступень стандартизації mi M в діючих документах та сформована матриця-стрічка i:
i = PLNQ1(1)….Qp(1)Q1(2)…Ql(2)Q1(3)….Qn(3) ,
де Q(h) – показник, що характеризує рівень документа; h=0,3;
Qp(1) – стандарти національні;
Ql(2) – стандарти міжнародні;
Qn(3) – стандарти організації (фахові);
p, l, n – кількість стандартів, в яких регламентовано mi M.
p P; l L; n N;
1, якщо правило mi повинне бути стандартизоване в
стандарті h- рівня;
P, L, N = 0, якщо правило mi не підлягає стандартизації в стандарті
h-рівня.
Кількісні оцінки ступеня стандартизації правил mi M в документах Q(h) - рівня визначено із співвідношення ( Q(h) ) R ( Z(h) ),
- правило mi стандартизоване повністю;
- правило mi стандартизоване частково, але в цілому
характеризує процес в системі S;
де Z(h) = - правило mi характеризує тільки окремі елементи
i - го процесу в системі S;
- правило mi характеризує i - й процес в системі S
тільки в загальному вигляді;
- правило mi не стандартизовано,
де , , , , – коефіцієнти ваги, що характеризують ступінь стандартизації mi h-рівня.
Тоді значення ступеня стандартизації правила mi в діючих документах bi знайдено із співвідношення:
bi = p l n Zp, l, n(h) / ( * ), (6)
де = p + l + n.
Враховуючи, що критерієм ефективності Системи є витрати С (1), модель системи стандартизації S представлена у вигляді:
W = g, E, t , (7)
де g = g1,…..,gt ; gi = ai / (1+bi);
Е – питомі витрати; E = E1,…, Ei , .., Et ; Ei = gi / vi;
g - об’єднувальний показник;
ai - коефіцієнт, що характеризує важливість правил mi в системі S; mi M;
bi - коефіцієнт, що характеризує ступінь стандартизації mi M в діючих документах;
vi - витрати, що потрібні на стандартизацію правила mi M;
ti - витрати часу, що потрібні на стандартизацію правила mi M.
Таким чином, показник (7) поєднує важливість правил mi для функціонування Системи сертифікації, ступінь їх стандартизації в чинних документах, витрати та час на їх регламентацію в нормативних документах.
Враховуючи (7) задачу формування оптимальної системи стандартизації представимо у формалізованому вигляді:
W= max W, (8)
при v (m) C*; t (m) T*,
де v(m), t(m) - функції витрат та часу, що необхідні для робіт зі стандартизації системи S; C*, T*- обмеження витрат та часу відповідно.
Просумувавши параметри від Wmaxi до Wmini, отримано множини Mopt, що характеризують сукупність правил mi. Тому задачу (8) можна викласти у вигляді:
W = max M W(m) dm, (9)
при M v (m) dm C*; M t (m) dm T*; m = M2 M3.
Показники W(m) визначаються. як функції W(mi) W(mi+1).
Запропонований метод синтезу системи стандартизації, що включає її модель та методику обґрунтування плану стандартизації, дозволяє вибрати, за критерієм мінімальних витрат на її функціонування, оптимальну номенклатуру стандартів та сформувати їх зміст. Розроблений метод також надає надійний апарат для вирішення задач розробки річних і перспективних програм та планів стандартизації з урахуванням усіх впливових складових, прийняття тільки раціональних, обґрунтованих рішень за їх тематикою на основі кількісних показників.
В дисертації запропоновано ефект від стандартизації оцінювати приростом інформації, яку забезпечує імплементація правила mi. В такому разі ефект можливо оцінювати зміною ступеня організації системи , який є функцією ентропії та обчислюється за формулою:
= H0 - Hs, (10)
де H0 – ентропія повністю не стандартизованої системи;
Hs – ентропія системи з s-ою ступеню стандартизації.
Передбачено, що з підвищенням ступеня стандартизації s системи S збільшується ступень її організації . Тоді при переході системи S з стану s1 в стан s2 ступень організації збільшиться на величину s1s2, яка визначається зменшенням інформаційної ентропії процесів, що проходять в системі S:
s1s2 = H(s1) - H (s2 ). (11)
Відомо, що ентропія системи обчислюється за формулою:
H = - i y* pi log 2 pi (12)
де pi - ймовірність одного із станів, в якому знаходиться mi M;
y - кількість нестандартизованих правил mi.
Зважаючи на те, що коефіцієнти ai правил mi також нормовані до одиниці, визначимо pi = ai. В цьому разі показник ентропії системи S враховує важливість правила mi для досягнення системою мети функціонування.
Ступінь стандартизації системи S визначається із залежності:
s = (I – y)/I, (13)
де I–загальна кількість правил на нижньому рівні декомпозиційного дерева системи S.
У третьому розділі на основі методів теорії графів, теорії множин та експертних оцінок розроблено науково-методичний апарат обґрунтування плану стандартизації фахових систем сертифікації. Вперше проведено декомпозицію цілей і задач системи оцінки відповідності та її результати представлені у вигляді орієнтованого графа. Визначено п'ять рівнів, які визначаються співвідношенням (4) та відповідають вимогам стандартів ІSО/ІЕС серії 17000 та нормам ЕN серії 45000. На початковому рівні (k=0) визначена одна задача, на рівні (k=1) – 2 задачі, на рівні (k=2) – 3, на рівні (k=3) – 5 та на рівні (k=4) – 63 задачі. Обґрунтовано значення коефіцієнтів вкладу Fij(k) задачі на кожному рівні, вартості стандартизації правил (vi) та терміну (ti) їх регламентації в стандартах. Визначено коефіцієнти важливості аі(k). Для визначення показника W встановлено кількісні значення коефіцієнтів bі. Таким чином отримані всі необхідні данні для розрахунку показників Ei для кожного правила. Для формування оптимальної послідовності реалізації вимог mi М в нормативних документах кожне правило представлено в декартовій системі координат (Wi, vi) та (Wi, ti):
Wi = f(vi) тa Wi = f1(ti). (14)
Розраховано інтегральні показники функцій витрат v* = v(m)dm і часу t* = t(m)dm на розробку і регламентацію правил mi. Результати розрахунків для g=163 приведені в таблиці 1.
Таблиця 1
Інтегральні показники системи S: M W(m) dm, M v (m)dm, M t (m)dm
G | mi (Wmini Wmaxi ) | Wm | vm | tm
1 | m 48 | 28. 54 | 0, 9 | 0,5
...... | ........ | .................. | ........................ | .......................
25 | m 2 | 270, 68 | 53, 8 | 16, 9
26 | m 23 | 274, 48 | 58, 6 | 17, 4
27 | m 45 | 278, 11 | 63, 3 | 18, 4
… | … | … | … | …
49 | m 38 | 319, 95 | 296, 4 | 69, 9
50 | m 39 | 320, 47 | 304, 0 | 71, 9
51 | m 6 | 320, 92 | 317, 2 | 76, 9
… | … | … | … | …
63 | m 62 | 323, 68 | 1000, 0 | 191, 9
Інтегральні показники приведені до графічного виду (рис.4), де прийнято такі позначення:
– інтегральний ступінь стандартизації;
– інтегральний показник функції витрат;
– показник функції часу на розробку та регламентацію правил.
Діапазон g = 163 розділено на три діапазони g = 121, g = 2242, g = 4363, які характеризуються певними особливостями.
З метою порівняння показників , , з табл. 1 використано співвідношення для коефіцієнта кореляції:
Kk = ( –)( – )/(( –)2( – )2)0,5, (15)
де = , , …, (i = 1, 2, 3, … n); = , , …, ,
= /n – середнє значення набору ,
= /n – середнє значення набору ; i – порядковий номер.
Визначено середньоквадратичне відхилення Kq і коефіцієнт невідповідності Тейла KT, порівнюючи показники , :
Kq = ; KT = . (16)
Таким чином, визначено кореляційний зв’язок Kk і коефіцієнти Kq та KT між такими наборами: 1) та ; 2) та ; 3) та . Залежності між , та розглядаються в цілому (рис. 5), а також для трьох діапазонів : а) g= 121; b) g= 2242; с) g= 4363.
Отримано наступні результати: 1) та –Kk = 0,571; 2) та –Kk = 0,619; 3) та – Kk = 0,997.
Для частин 1) та : а) g= 121 – Kk = 0,919; Kq = 74,5; KT = 0,902;
b) g= 2242 – Kk = 0,997; Kq = 184,2; KT = 0,575;
с) g= 4363 – Kk = 0,925; Kq = 61,52; KT = 0,191.
Встановлено, що найбільш важливими є кількісні оцінки кореляційних зв’язків між та , та , оскільки кореляційні зв’язки між та близькі до одиниці. На кожному з діапазонів «a», «b», «c» коефіцієнти кореляції між та перевищують 0,9, що свідчить про позитивну кореляцію.
Середньоквадратичне відхилення Kq є максимальним для діапазону «b» (Kq = 184,2) і мінімальним для діапазону «c» (Kq = 61,52). Коефіцієнт невідповідності KT – максимальний для діапазону «a» (KT = 0,902) і мінімальний для діапазону «c» (KT = 0,191).
Враховуючи, що правила і норми, які включаються до плану стандартизації, визначаються із співвідношення (8), інтегральні критерії (витрати, час) для вибору Mopt=М2M3 мають вигляд:
W(m)?dm = f ( v(m)?dm), (17)
W(m) ?dm = f1 ( t(m)?dm). (18)
Застосовуючи послідовно співвідношення вимог (8) до критеріїв (17) та (18), отримуємо оптимальний план стандартизації правил і норм mi. На рис.5 наведено залежності критерія W(m), вартості робіт f ( v(m)dm) та термінів розробки f1 ( t(m)dm) від показника g = (1,2 ... 63).
З метою аналізу тенденцій планування стандартизації фахової системи сертифікації на основі динамічних рядів і побудови прогнозу з урахуванням закономірностей, які попередньо наведені, застосовано метод моделювання тренду:
, (19)
де– детермінована невипадкова компонента процесу (явища);
– стохастична випадкова компонента процесу.
Визначено, що для вирішення поставленої задачі оптимальним буде план за показником f ( t(m)dm), що обмежений значенням g = 26 (таблиця 1).
Помилку прогнозу оцінено за формулою:
, (20)
де ; ; ; a – параметр згладжування.
Величина розрахована за формулою:
, (21)
де m – число рівнів, що входять до інтервалу прогнозування.
Для прогнозу на 5 років , яке округлюється до значення 0,35.
Четвертий розділ присвячено впровадженню результатів досліджень в практику діяльності експортерів спеціальної техніки, створенню організаційно-технічної і нормативної бази системи добровільної сертифікації „Спеціальний регістр”.
Для обґрунтування організаційної структури системи проведено аналіз можливих схем її побудови – „інтегрованої” MSTQ (метрологія, стандартизація, випробування, якість), “традиційної” MАQ (метрологія, акредитація, якість) та “фахової” QAM (якість, акредитація, метрологія). Встановлено, що регульованим параметром є структура системи Q1 (А). Тому задача вибору оптимального варіанту побудови системи сертифікації зводиться до вибору з трьох можливих (MSTQ, MАQ, QAM) такої структури, що призведе до мінімуму витрат на утримання апарату управління та підсистеми забезпечення:
Аopt ~ C = min C(E6, Е7), (22)
при Po = Po*, P1 = P1*,
де Е6 і Е7 – множини витрат на управління і забезпечення функціонування системи відповідно.
За результатами аналізу можливих варіантів структури зроблено висновок стосовно того, що найбільш раціональним варіантом структури системи сертифікації відповідно до вибраного критерію ефективності є та, що реалізує схему QAM.
Цей висновок був покладений в основу розробки Концепції створення фахової системи сертифікації, що оформлена у вигляді нормативного документу, який складається з 14 розділів.
У першому, другому та третьому розділах наведені терміни, визначення та скорочення, що застосовуються в Концепції, а також основні результати роботи. Четвертий розділ присвячено ідеології розробки Концепції, а також стратегічним цілям та соціально-економічним завдання створення системи „Спеціальний регістр”. У п’ятому розділі наведені результати порівняльного аналізу систем оцінки відповідності країн НАТО та системи сертифікації „Воєнний регістр” Російської Федерації. Обґрунтуванню правових засад створення та функціонування системи присвячено шостий розділ. Стратегія утворення та функціонування Системи, характеристика структури Системи, цілі і завдання усіх її структурних елементів наведені у сьомому та восьмому розділах. Дев’ятий розділ висвітлює загальні вимоги до об’єктів сертифікації, а саме до озброєння, військової техніки, продукції та іншого майна подвійного призначення, процесів їх життєвого циклу, а також до споруд оборонного призначення. У десятому розділі визначені вимоги до персоналу Системи. Принципи та основні засади розбудови системи стандартизації обумовлюються у розділі 11. У розділі 12 наведено правила уповноваження органів з оцінки відповідності в Системі та вимоги до їх акредитації, а у тринадцятому - принципи міжнародних стосунків та визнання Системи європейськими та міжнародними організаціями. Напрями розвитку Системи наведені у розділі 14 у вигляді п’яти етапів еволюції Системи: започаткування, стабілізація, легітимація, розширення та визнання. У додатках до Концепції представлені програма робіт зі створення Системи відповідно до цих етапів та перелік нормативних документів, що передбачається розробити.
Економічно-соціальний ефект від створення «Спеціального регістру» полягає у впроваджені конкурентноспроможної прибуткової системи, яка гармонічно доповнює державну систему оцінки відповідності. Очікуваний прибуток від робіт з сертифікації буде складати більше ніж 850 тис. грн. щорічно.
Для регламентації функціонування Системи, на підставі отриманих у третьому розділі результатів синтезу фахової системи стандартизації, розроблено план стандартизації. За участю автора створено п’ять основних стандартів системи «Спеціальний регістр».
ВИСНОВКИ
У процесі дисертаційних досліджень створено науково-методичні і нормативні засади фахових систем сертифікації, що дозволило розв’язати актуальну складну наукову задачу, яка має важливе економічне значення для розвитку вітчизняної системи технічного регулювання, - обґрунтування побудови раціональної системи сертифікації і стандартизації на основі впровадження принципів та підходів, що відповідають сучасному рівню розвитку науки та техніки. У зв’язку з чим національна система оцінки відповідності отримала подальший розвиток на шляху її наближення до міжнародних і європейських принципів, норм, вимог і правил, а вітчизняні виробники і експортери спеціальної продукції отримали підстави для зменшення витрат і часу на її оцінювання внаслідок створення і впровадження фахової системи сертифікації „Спеціальний регістр”.
Отримані нові наукові результати, що мають важливе практичне значення для економіки України та полягають в наступному:
1. З позицій та на підставі системного підходу проведено аналіз існуючих міжнародних та національних систем оцінки відповідності. Здійснено порівняння державної системи сертифікації в законодавчо регульованій сфері з міжнародними системами оцінки відповідності. Встановлено, що побудова та правила функціонування державної системи сертифікації не в повній мірі відповідають сучасним міжнародним та європейським принципам і вимогам. Узагальнено вимоги міжнародних і європейських стандартів і директив до сучасних систем сертифікації та на цій підставі розроблено концептуальні та методологічні засади побудови організаційної і нормативної бази фахової системи сертифікації продукції і послуг. Обґрунтовано необхідність розроблення імітаційної моделі фахової системи сертифікації для визначення оптимальних (раціональних) організаційно-технічних та нормативних показників її складових і елементів.
2. Вперше система сертифікації представлена у вигляді складної організаційно-технічної системи, що об’єднує три підсистеми: основних засобів, управління та забезпечення. Такій підхід дозволив провести декомпозицію цілей і задач системи оцінки відповідності та на цій основі сформулювати задачу її оптимізації і обґрунтувати критерій ефективності. Враховуючи, що задача створення системи сертифікації відноситься до зворотних задач оптимізації, обґрунтовано критерій ефективності фахової системи сертифікації – витрати на створення та функціонування системи повинні бути мінімальними при виконанні системою своєї мети та завдань.
3. На основі запровадження методів системного аналізу, теорії систем та теорії дослідження операцій вперше розроблено та науково обґрунтовано концептуальну, операційну, формалізовану моделі, які у сукупності складають імітаційну модель фахової системи сертифікації, як складної організаційно-технічної та інформаційної системи. Запропоновано метод оптимізації характеристик та параметрів системи сертифікації на основі запровадження методу пересічних множин. В основу трансформації задачі оптимізації великого розміру покладено метод декомпозиції первинної системи на підсистеми, для кожної з яких вирішується задача меншого розміру у порівнянні з вихідною.
4. На основі застосування теорії графів створено модель фахової системи стандартизації, методику обґрунтування оптимального за вибраним критерієм плану стандартизації та методику його техніко-економічної оцінки, що у сукупності можна кваліфікувати, як метод синтезу системи стандартизації фахової системи сертифікації. Застосування цього методу дозволяє оптимізувати номенклатуру правил, норм та вимог, що підлягають регламентації в стандартах і обґрунтувати номенклатуру пріоритетних для розробки нормативних документів. Особливістю розробленого метода є те, що його застосування дозволяє вирішувати не тільки задачу оптимізації номенклатури нормативних документів, але і обґрунтовувати зміст кожного документу, визначати його рівень в ієрархії системи стандартизації, розробляти оптимальні плани та програми стандартизації відповідно до визначених термінів. Розроблений метод надає надійний апарат для прийняття тільки раціональних, обґрунтованих рішень на основі кількісних показників.
5. Вперше стандарт представлено у вигляді інформаційного каналу зв’язку між окремими процесами, що здійснюються в системі сертифікації, а комплекс стандартів – як розвинуту сітку таких зв’язків. Виходячи з цього, запропоновано оцінювати техніко-економічний ефект від стандартизації приростом інформації, яку забезпечує імплементація кожного з правил, що підлягають регламентації в нормативних документах. Ефект від стандартизації оцінюється зміною ступеня організації Системи, який є функцією ентропії.
6. Відповідно до вимог міжнародних стандартів ІSО/ІЕС серії 17000 та європейських норм ЕN серії 45000 із застосуванням апарату декомпозиції та позицій системного підходу вперше було розроблено декомпозиційне дерево цілей і задач фахової системи сертифікації, що представлено у вигляді орієнтованого графа п’яти рівнів. Створена методика розрахунку показників важливості задач для ефективного функціонування системи сертифікації та обчислення кількісних значень ступеня стандартизації правил, вимог і норм в діючих нормативних документах. Кожне правило, що регламентує процес функціонування системи сертифікації, представлено у декартовій системі координат у вигляді точок з конкретними чисельними показниками. Це дозволило оцінити у кількісному вигляді важливість, ступінь стандартизації, вартість та термін нормалізації правил і вимог для досягнення мети системи сертифікації – захист життя і здоров'я людини, тварин, рослин, національної безпеки, охорони довкілля, запобігання недобросовісній практиці, підвищення якості продукції і послуг.
7. За вибраним критерієм ефективності розроблена методика формування оптимальної послідовності реалізації вимог, норм і правил у вигляді нормативних документів при обмеженні фінансових ресурсів та часу, які необхідно витратити на розробку цих документів. Встановлено кореляційний зв’язок і визначено коефіцієнти кореляції та невідповідності між інтегральними показниками – ступенем стандартизації, витратами та часом, що необхідні на розробку та регламентацію правил, вимог і норм.
8. Створено науково-методичний апарат обґрунтування плану стандартизації фахової системи сертифікації, що включає методику формування оптимальної послідовності вимог, декомпозиційне дерево цілей і задач, методику розрахунку показників важливості правил і норм для функціонування Системи та методику обчислення кількісних значень ступеня стандартизації вимог в нормативних документах.
9. Вирішена актуальна нова наукова задача, що полягає у розробці моделі системи сертифікації продукції, методу її оптимізації, а також методу синтезу системи стандартизації цього складного організаційно-технічного об`єкту, що у сукупності об`єднується у методологію створення фахової системи сертифікації, яка була покладена в основу визначення шляхів, напрямків створення і функціонування системи сертифікації “Спеціальний регістр” у вигляді Концепції
