Krztałcenie inżynierów w zakresie jakości i niezawodności

Najważniejszym efektem kształcenia inżynierów w zakresie jakości i niezawodności była zmiana istoty tego kształcenia. Nie jest to łatwe do wyjaśnienia, lecz można podjąć taką próbę. Chodzi o to, że inżynierowie byli kształceni przy wykorzystaniu deterministycznej metodologii opisu zjawisk. Przebiegi zjawisk i zależności między wielkościami były opisywane matematycznie jako niezmienne, niezależne od przypadkowych czynników. Jeżeli np. inżynier miał dobrać wymiary przekroju części maszyny, to musiał znać obciążenie tej części i powinna to być konkretna wartość, np. tzw. „siły”, która może być przez ten przekrój „przenoszona”. Jeżeli nawet zdawano sobie sprawę z tego, że siła może zmieniać się w pewnych granicach, to i tak do obliczeń przyjmowano albo jej maksymalną wartość (na ogół zakładaną), albo przyjmowano jej wartość średnią i stosowano tzw. współczynnik bezpieczeństwa. Braną do obliczeń wartość siły odnoszono do powierzchni przekroju i wyznaczano wartość tzw. naprężeń, którą porównywano z katalogowymi naprężeniami dopuszczalnymi dla materiału konstrukcyjnego, z którego ta część miała być wykonana. Przez porównanie dobierano taką powierzchnię przekroju, aby występujące naprężenia były mniejsze od dopuszczalnych. Naprężenia dopuszczalne były również podawane w sposób zdeterminowany, bez uwzględnienia rozrzutu właściwości materiału. Takie postępowanie dawało zadowalające wyniki, dopóki ciężar części nie odgrywał większej roli. Rozwój przemysłu lotniczego wprowadził w tym zakresie ograniczenia i wówczas zaczęły pojawiać się problemy wytrzymałości (trwałości) zmęczeniowej części samolotów [5]. Pomimo losowości (przypadkowości) i to zjawisko sprowadzono do deterministycznych obliczeń, chociaż przy wyznaczaniu krzywych wytrzymałości zmęczeniowej posługiwano się statystycznymi metodami opracowywania wyników badań wielu próbek.

Kształcenie z zakresu sterowania jakością i niezawodnością wyrobów

Kształcenie z zakresu sterowania jakością i niezawodnością wyrobów zmuszało do uwzględnienia losowości (przypadkowości) zjawisk, z jakimi się stykamy w praktyce. Powstała konieczność uwzględnienia rozrzutu właściwości materiałów konstrukcyjnych. Badania wskazały, że tradycyjna metoda obliczeń, polegająca na stosowaniu współczynników bezpieczeństwa, może dać dobry wynik, jeżeli rozrzut właściwości materiału konstrukcyjnego jest niewielki, czyli rozkład jest „skupiony wokół wartości oczekiwanej”. Przy rozkładzie charakteryzującym się dużym rozrzutem nawet współczynnik bezpieczeństwa, wynoszący 2 lub 3, może okazać się zbyt mały, gdyż kilka procent części może mieć wytrzymałość zbyt małą. Zaczęto także uwzględniać losową (przypadkową) zmienność obciążeń, co znów wykazywało, że prawdopodobieństwo wystąpienia obciążeń większych od krytycznych dla danej części może być większe od zera [21]. Stwierdzono, że pewna liczba części konstruowanych klasycznymi metodami może ulec uszkodzeniom na skutek rozrzutu własności materiału i wystąpienia obciążeń znacznie większych od branych pod uwagę w obliczeniach inżynierskich.

Kolejnym aspektem, który pojawił się z całą ostrością podczas badania niezawodności wyrobów, jest pogarszanie się własności materiałów konstrukcyjnych w miarę upływu czasu [5]. Na wyroby oddziałuje otoczenie, w wyniku czego zmieniają się własności materiału. Jako przykłady takich zmian można wymienić korozję metali i ich stopów, starzenie się gumy i tworzyw sztucznych, nasycanie się tworzyw sztucznych wodą lub innymi płynami, które zamarzając powodują pęknięcia lub paczenie się części, butwienie materiałów organicznych: tkanin (co było kłopotliwe w przypadku bawełnianych kordów w oponach), drewna, filcu, kartonu, papieru itp., a także zmiany olejów, smarów, płynów hydraulicznych, elektrolitów itd.

Rozwój kształcenia inżynierskiego w zakresie jakości i niezawodności

Uwzględnienie takich czynników doprowadziło do zmiany nie tylko mentalności, lecz także sposobu kształcenia w zakresie tradycyjnych przedmiotów inżynieryjnych, takich jak: wytrzymałość materiałów, podstawy konstrukcji maszyn, technologia budowy maszyn, organizacja produkcji itp. Zmiany wprowadzano sukcesywnie, poczynając od lat pięćdziesiątych i obecnie stosowane metody kształcenia i sposoby ujęcia materiału są inne od klasycznych. Zmiany te miały konsekwencje większe niż można było sobie wyobrazić w początkowym okresie ich wdrażania. Zaowocowały one nowymi dziedzinami wiedzy inżynierskiej, w tym cybernetyką techniczną, teorią systemów, inżynierią materiałową itp. Rozszerzyło to znacznie zakres kształcenia i wykreowało nowe specjalności techniczne i naukowe.

Około pięćdziesięciu lat rozwoju kształcenia inżynierskiego w zakresie jakości i niezawodności jest okresem relatywnie krótkim i można uznać, że kształcenie to znajduje się w początkowej fazie rozwoju. Będzie ono dalej rozwijane i powinniśmy skrupulatnie śledzić trendy tego rozwoju. Obecny stan ma charakter przejściowy. Polega on na tym, że w miarę zrozumienia możliwości metod statystycznych i probabilistycznych w ich technicznych zastosowaniach, nasunęły się wnioski o potrzebie szybszego rozwoju zagadnień technicznych, umożliwiających rozwiązanie wielu zadań występujących w praktyce sterowania jakością i niezawodnością, zwłaszcza w nowoczesnych, elastycznych systemach produkcyjnych. Zrozumiano, że sama kontrola techniczna, umożliwiająca eliminowanie wadliwych egzemplarzy z partii wytworzonych wyrobów, nie może poprawić sytuacji i należy podejmować przedsięwzięcia zapobiegające pojawianiu się wad na wszystkich etapach powstawania wyrobu, poczynając od etapu projektowania. W przedsiębiorstwach zaczęto tworzyć służby zapewniania jakości i niezawodności wyrobów oraz stosować specjalne metody zarządzania jakością, przy czym obecnie nie chodzi już tylko o zarządzanie mające na celu uzyskanie wyrobów o wymaganej jakości i niezawodności, lecz o zarządzanie jakością wszystkich prac. Zaczęto tworzyć i wdrażać systemy kompleksowego zarządzania jakością, TQM, których funkcjonowanie wymaga stosowania specjalnych metod komputerowego wspomagania podejmowania decyzji i komunikowania się. W przedsiębiorstwach rozwijane są specjalne systemy informatyczno-informacyjne obejmujące coraz więcej sfer działalności. Jednym z podsystemów systemu komputerowego zarządzania całym przedsiębiorstwem jest system komputerowego wspomagania zapewniania jakości i niezawodności wyrobów. Do pracy w takich systemach są potrzebni odpowiednio wykwalifikowani pracownicy.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>