Реферат: Методические указания Москва 2009 Допущено редакционно-издательским советом Составители: В. Д. Секерин, В. Н. Ясонов, Д. В. Секерин удк 338. 04

Федеральное агентство по образованию


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ

______________________________________
Кафедра маркетинга и рекламы


ВЫБОР МАТЕРИАЛА С ПОМОЩЬЮ

ФУНКЦИИ ЖЕЛАТЕЛЬНОСТИ ХАРРИНГТОНА


Методические указания


Москва - 2009


Допущено редакционно-издательским советом

Составители: В.Д. Секерин, В.Н. Ясонов, Д.В. Секерин


УДК 338.04


Выбор материала с помощью функции желательности Харрингтона: Методиче­ские указания / Сост.: В.Д. Секерин, В.Н. Ясонов, Д.В. Секерин; М.: МГУИЭ. - 21с


В методических указаниях приведены рекомендации по выполнению курсового про­екта по дисциплине “Маркетинг” для студентов, обучающихся по специаль­ности 080507 «Менеджмент организации ».


ВВЕДЕНИЕ


Одной из важнейших задач маркетинговой деятельности на предприятии является выявление требований потребителей к свойствам материала, что позволяет оценить возможность использования выпускаемых предприятием товаров или поставить задачу разработки новых изделий. При оценке материалов в первую очередь сравниваются основные признаки, определяющие возможность использования их в конкретных случаях, например в условиях тропического климата, повышенной пожарной опасности, заданных механических нагрузках, ограничений по цене и т.п. Таких признаков может быть один или несколько, и те материалы, которые соответствуют по этим признакам требованиям потребителя, сопоставляются между собой с целью выявить марку, являющуюся оптимальной. Для этого материалы должны быть охарактеризованы с помощью интегрального показателя, не имеющего размерности и учитывающего весь комплекс необходимых потребителю характеристик как технических, так и технологических и стоимостных. Таким показателем может быть обобщенная функция желательности Харрингтона, в основе построения которой лежит идея преобразования натуральных частных показателей в безразмерную шкалу желательности.

С помощью функции желательности Харрингтона можно оценивать любые материалы. В данном курсовом проекте оцениваются полимерные материалы.

Значения обобщенной функции желательности сводятся в таблицу и материалы ранжируются в зависимости от того, в какой интервал попадает их обобщенная функция желательности. Материал, имеющий наибольшее значение обобщенной функции желательности, является оптимальным. Материалы со значениями, попадающими в одну область желательности, являются взаимозаменяемыми.

Методические указания к курсовому проекту разработаны в соответствии с учебным планом специальности 061100 «Менеджмент» и предусмотрены учебной программой дисциплины «Маркетинг».

^ 1. ВЫЯВЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Работа с по­требителями, правильное определение их требований к свойствам материалов является важнейшим этапом при выходе предприятия на рынок, причем это наиболее трудоемкий процесс.

В зависимости от содержания необходимой информации работа может проводиться на разных уровнях - с руководящими органами отраслей-потребителей, главными и профи­лирующими институтами, лидирующими или передовыми промышленными предприятиями и т.д. Форма взаимодействия может быть различной - переписка, телефонные переговоры, личное интервью, рассылка анкет и т.д.

Самыми информативными являются непосредственные контакты, которые при хорошей подготовке могут дать наиболее полную картину положения дел. При этом важно, чтобы исследователь службы маркетинга хорошо разбирался в существе вопроса, пользо­вался заранее составленным сценарным планом, сознавал нужды потребителей, знал возможности своей подотрасли, располагал убедительным рекламным материалом и образ­цами продукции. Большую помощь может оказать анкетирование: при условии подготовки достаточно полного набора вопросов и выражения их в достаточно удобной для ответа форме можно получить полезную и разнообразную информацию обо всех аспектах примене­ния материалов. В зависимости от цели запроса анкета может содержать от 2-3 до несколь­ких десятков вопросов; к ее разработке, наряду со специалистами по изучению рынка, по­лезно привлекать разработчиков полимерных материалов. Перед рассылкой анкет целесооб­разно поговорить с потребителем, например по телефону, и объяснить поставленную задачу, еще лучше присутствовать при заполнении анкеты, чтобы дать при необходимости нужные разъяснения. Чтобы облегчить потребителю работу, анкета должна сопровождаться приме­ром ответа.

Определение требований потребителей к свойствам полимерных материалов позво­ляет оценить возможность использования уже выпускаемых предприятиями-изготовителями полимерных материалов или поставить, в случае необходимости разработку новых марок.

Требования выдаются компетентными специалистами научных или производствен­ных подразделений потребителей полимерных материалов, исходя из условий переработки, а также функций и свойств конечных изделий.

Работа проводится в следующем порядке:

Выявляются потребители, заинтересованные в полимерных материалах. При отсутствии возможности сразу охватить исследованием все отрасли промышленности, выбираются те, которые имеют приоритетное значение либо являются наиболее крупными потребителями полимерных материалов.

Разрабатываются и рассылаются потребителям анкеты для определения их требования к материалам. В анкетах должны быть предусмотрены вопросы, касающиеся как технических характеристик материалов, так и объемов перспективной потребности, которая в процессе работы будет уточняться.

Потребителями назначаются компетентные эксперты, которые излагают в анкетах требования к материалам, а затем оценивают полимерные материалы на соответствие приведенным требованиям.


АНКЕТА

по определению перспектив потребления новых видов полимерных материалов.


А. Сведения о полимерных материалах, применяемых Вашей подотраслью (Вашим предприятием) в настоящее время.

Марки применяемых пластмасс.

Мотивы их применения:

Подходят по техническим параметрам (каким?)

Удобны в переработке (благодаря чему?)

Обеспечивают специфические свойства (какие?)

Применяются в силу традиции.

Применяются ввиду дефицитности других материалов.

Применяются в связи с низкой стоимостью.

Экономически эффективны.

Другие причины (какие?)

Планируемые и прогнозируемые объемы потребления пластмасс (по маркам) в 2005, 2010, 2015 г.г.

Недостатки применяемых пластмасс.

Причины, сдерживающие применение пластмасс, использование которых для изготовления Ваших изделий было бы целесообразно.

Б. Исходные данные для разработки новых формующихся полимерных материалов.

Пользуясь таблицей (см. приложение 1), охарактеризуйте с помощью шифров (см. пояснения к таблице) новые материалы, которые Вы считаете целесообразным применить:

Взамен используемых Вами пластмасс для изготовления существующего ассортимента изделий.

Взамен применяемого Вами металла (какого?) для изготовления существующего ассортимента изделий.

Для изготовления нового ассортимента изделий.

При необходимости укажите дополнительные требования к полимерным материалам, не предусмотренные таблицей.

Обращаем Ваше внимание на нецелесообразность без достаточного технического обоснования выбора завышенных технических показателей, которые усложняют технологию и удорожают материалы.

Ориентировочная потребность в каждом виде материала в 2005, 2010, 2015 г.г.

Номенклатура и условия эксплуатации деталей из новых видов полимерных материалов:

3.1. Назначение деталей, которые предполагается изготовить из новых видов материалов.

Габариты, толщина стенок и геометрический объем деталей, наличие в них гладких резьбовых отверстий.

Предполагаемые объемы производства деталей из новых материалов в, 2005, 2010, 2015 г.г.

Условия эксплуатации деталей:

Максимальная положительная температура и длительность эксплуатации при ней.

Минимальная отрицательная температура и длительность эксплуатации при ней.

Частота термоциклирования.

Влажность окружающей среды.

Действие тумана, инея, росы, грибковой плесени и других климатических факторов.

Наличие, тип и температура агрессивных сред, длительность контакта их с деталями.

Характер и уровень воздействия статических и динамических нагрузок.

Действие электрического напряжения, дуги и пламени.

Наличие инженерных расчетов, обосновывающих конструктивные особенности деталей и выбор материалов для них.

Предполагаемая технология переработки новых материалов:

Тип используемого для переработки оборудования (прессов, литьевых машин и т.д.). Система контроля и регулирования и длительность технологической выдержки.

Конструктивные особенности прессформ:

4.2.1.Тип, гнездность и конструкция обогрева прессформы.

Система контроля и регулирования температуры.

Диапазон колебания температур в пределах оформляющих поверхностей пуансона и матрицы.

Наличие и конструктивные особенности устройств для предварительного подогрева заготовок.

Наличие и перспективы механизации и автоматизации.

Процент отходов материала при его переработке.

Эффективность применения новых материалов:

Источники формирования экономической, технической, социальной эффективности применения новых материалов:

Исключение трудоемких операций при изготовлении деталей или сборке из них узлов.

Замена более дорогих материалов (каких?).

Повышение производительности труда при изготовлении деталей.

Снижение брака и отходов материала.

Снижение норм расхода за счет облегчения деталей и уменьшения толщины стенок.

Увеличение длительности эксплуатации деталей.

Создание новых изделий с улучшенными технико-экономическими характеристиками.

Замена дефицитных традиционных материалов (черных и цветных металлов и др.).

Улучшение условий труда.

Прочие.

Прогнозируемый удельный экономический эффект в рублях на 1 т нового материала.

В. Дополнительные сведения, которые считаете целесообразными включить в анкету.

Г. Сведения об экспертах, заполнявших анкету.

Фамилия, инициалы.

Должность.

Стаж работы в данной отрасли (на данном предприятии).

По результатам анкетирования для сравнительной оценки взаимозаменяемых материалов специалисты составляют перечень показателей и диапазоны значений свойств применяемых и разрабатываемых материалов (Приложение 1).



^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ПЕРСПЕКТИВНОГО

МАТЕРИАЛА


2.1. Ранжирование свойств материалов


С помощью экспертов выделяются свойства, подлежащие оценке, и путем ранжирования определяется их значимость.

Первое место и соответственно ранг 1 присваивается самому важному из свойств, последнее место (и соответственно ранг “n”) - наименее важному; остальные свойства получают ранги от 2 до “n-1”.

Если из двух свойств трудно выделить кандидата на i-тое место, обоим свойствам присваивается ранг i + (i +1)/2 = i + 0,5.

Согласованность мнений экспертов и неслучайный характер согласия оцениваются соответственно коэффициентом конкордации С и статистическим критерием Пирсона 2.

^ 2.2. Расчет коэффициента конкордации

Коэффициент конкордации вычисляется по следующей схеме:

а) суммируется число рангов аijдля каждого свойства по группе участников

j (aij)

j

б) определяется средняя сумма рангов aijпо всем свойствам:

aij = 0,5 g (n+1) (1)

где g - число экспертов, n - число свойств.

в) определяется отклонение Δi суммы рангов каждого свойства от средней суммы рангов:

Δi =  aij - aij (2)

г) определяется сумма квадратов отклонений по всем свойствам:

S =  Δ 2i (3)

i

д) подсчитывается число повторяющихся рангов, присвоенных каждым специалистом (если повторение имеет место). При этом числа повторяющихся рангов не суммируются. Если, например, трижды повторяется ранг 5 и дважды - ранг 3, это фиксируется в виде записи 3 + 2.

е) при наличии повторяющихся рангов вычисляется показатель взаимосвязанности рангов Тj :

Tj = 1/12  (t3j - t) (4)

где t j- число повторений каждого ранга у каждого эксперта.

ж) определяется коэффициент конкордации С:


12 S

С = (5)

g

g2 (n3- n) – g  Tj

j=1

Когда ранги не совпадают, Тj = 0 и С определяется по формуле:


12 S

C =(6)

g2 (n3- n)



Коэффициент конкордации С может изменяться от 0 (если связи между ранжировками нет) до +1 (если все специалисты дали свойствам одинаковое место).

^ 2.3. Расчет критерия Пирсона

Соответствующее ранжировке значение критерия Пирсона 2 вычисляется по формуле:

12 S

2 = (7)

n

g n (n+1) -  Tj / (n-1)

j=1

Найденное значение 2 сравнивается с табличным 2 (см. Приложение 2) для числа степеней свободы n-1 и уровня значимости . В данном курсовом проекте рекомендуется принять  =0,05.

Если значение 2 больше 2 табличного, гипотеза о неслучайном согласовании мнений экспертов не отвергается.

Если коэффициент конкордации ^ С и критерий Пирсона 2 имеют неприемлемые значения, эксперты оценивают материалы повторно.

Если значения С и 2 удовлетворяют исследователя, мнение экспертов используется для определения показателя значимости свойств материалов.


^ 2.4. Расчет показателя значимости свойств материалов


Для расчета показателя значимости свойства каждого материала располагаются в последовательности от 1 до n в соответствии с направлением увеличения суммы рангов, присвоенных экспертами. Показатель значимости каждого свойства соответствует месту, занимаемому им в полученном ранжированном ряду, и вычисляется по формуле:

u

u= (8)

2u-1

где u - место, присвоенное экспертом данному свойству.

Значения uприведены в таблице 1.


Таблица 1
^ Показатели свойств значимости материала



Место свойства (ранг)

1

2

3

4

5



6



...





Показатель значимости

1.00

1.00

0.75

0.50

0.31

0.187

...

0.00



^ 2.5. Оценка материалов с помощью функции желательности

Харрингтона


Для каждой группы материалов с помощью экспертов устанавливаются величины показателей свойств, отвечающие категориям “очень хорошо”, “хорошо”, “удовлетворительно”, “плохо”, “очень плохо”.

Проводится комплексная оценка материалов с учетом всех выделенных экспертами свойств (характеристик). Так как каждое из свойств материала имеет свой смысл и свою размерность, критерием оценки материалов служит обобщенный показатель, определяемый по однотипной для всех безразмерной шкале, которая делает показатели сравнимыми. Таким обобщенным показателем является обобщенная функция желательности Харрингтона, в основе построения которой лежит идея преобразования натуральных значений частных показателей в безразмерную шкалу желательности.

Значение частного показателя, переведенного в безразмерную шкалу желательности, обозначается через du и называется частной желательностью. Шкала желательности имеет интервал от 0 (du = 0, соответствует неприемлемому уровню данного свойства) до 1 (du = 1, самое лучшее значение свойства). Стандартные отметки на шкале желательности представлены в таблице 2 (графы 1, 2) и соответствуют некоторым точкам кривой, которая задается уравнением d = и представлена на рис 1.





Таблица 2

Желательность

Отметки на шкале

частной желательности

Кодированное значение показателей материала

(по верхней границе интервала) при делении кодированной шкалы на 3 интервала

1

2

3

Очень хорошо

1,00 - 0,80

3,0

Хорошо

0,80 - 0,63

1,5

Удовлетворительно

0,63 - 0,37

0,85

Плохо

0,37 - 0,20

0,00

Очень плохо

0,20 - 0,00

- 0,50


Оценка показателей свойств материалов производится через частные желательности и выполняется в соответствии с пп. 2.5.1. - 2.5.8.:

2.5.1. Строится функция желательности.

2.5.2 Параллельно оси абсцисс проводится серия линий (линия 1, 2, 3, ...., n), каждая из которых предназначается для характеристики определенного свойства материала, например, ударной вязкости, теплостойкости и т.п.

2.5.3. На линиях 1, 2, 3, ....n отмечаются точки, отвечающие показателям с желательностью, установленной экспертами (см. п. 6), и определяются частные функции для этих показателей.

2.5.4 Показатели свойств yi исследуемого конкретного материала сравниваются с показателями, предложенными экспертами для каждой частной функции желательности.

2.5.5 Частная функция желательности показателей конкретного материала определяется графически с помощью функции желательности (рис. 1), которая используется в данном случае как номограмма.

2.5.6. Для получения более точного значения частной функции желательности показателей применяется аналитическая зависимость между yi и y/, которая выражается следующим уравнением:

y/=a0+a1y1 (9)

Коэффициенты а0 и а1 вычисляются по базовым точкам на шкале желательности (0,37; 0,63; 0,80).

2.5.7. Допускается определение частной желательности du без применения функции желательности. В этом случае этапы 2.5.1-2.5.6 исключаются и частные желательности определяются на основании практического опыта и интуиции экспертов в соответствии со стандартной шкалой оценок (таблица 2).

2.5.8. Рассчитывается обобщенная функция желательности D, которая представляет собой среднее геометрическое из частных функций желательности с поправкой на значимость каждого свойства (характеристики):





n n

D = П * du , (10)

u =1

n

где П - произведение частных функций желательности;

u=1

n - число свойств;

u - показатель значимости каждого свойства (характеристики) материала;

u - место (номер) свойства в ранжированной последовательности свойств.

Найденные значения рассматриваемых материалов сравниваются со шкалой стандартных оценок (см. таблицу 2) и между собой.

На основании анализа результатов делается вывод о пригодности материалов к использованию, путях улучшения качества, направлениях новых разработок и т.п.


Приложение 1


^ ПЕРЕЧЕНЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ДИАПАЗОНЫ ЗНАЧЕНИЙ СВОЙСТВ

РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ


№

п/п


Показатели свойств

Уровень свойств материала

1

2

3

4

5

6

7

1

Товарная форма выпуска

Гранулы

Листы

Тесто-образные массы (премик-сы и т.п.)

В стадии разработки

2

Способ переработки

Литье под давле-нием

Прямое прессо-вание

Пневмо-вакуум-формова-ние

Штамповка

В стадии разработки

3

Цена

Задается

4

Ширина листа полуфабриката (для листовых материалов, мм

0.5 - 1.0

1.0 - 1.5

1.5 - 2.0

2.0 - 2.5

Более 2.5

5

Толщина листа полуфабриката (для листовых материалов),мм

2.0 - 5.0

5.0 -10.0

10.0-20.0

20.0-30.0

30.0-40.0

40.0-50.0

50.0-60.0

6

Объемная плотность (насыпная масса) полуфабриката, кг/м3

0.1 - 0.3

0.3 - 0.5

0.5 - 0.8

0.8 - 1.0

1.0 - 1.2

1.2 - 1.4

1.4 - 1.6

7

Температура предварительного подогрева полуфабрикатов, оС

100 - 120

120 - 140

140 - 160

160 - 180

180 - 200

200 - 220

220 - 240

8

Длительность предварительного подогрева полуфабриката, сек.

30 - 60

60 - 120

120 -180

180 -240

240 -300

300 -360

360 -420

9

Температура переработки, оС

50 - 100

100 -130

130 -150

150 -180

180 -200

200 -220

220 -250

10

Давление переработки, МПа

2 – 5

5 - 10

10 - 15

15 - 20

20 - 25

25 - 30

30 - 40

11

Технологическая выдержка на 1 мм толщины детали, сек

5 - 10

10 - 15

15 - 30

30 - 60

60 - 90

90 - 180

180 -270

12

Линейная усадка при отверждении, %

0 - 0.05

0.05 - 0.1

0.1 - 0.2

0.2 - 0.4

0.4 - 0.5

0.6 - 0.8

0.8 - 1.0

13

Прочность при изгибе, МПа

50 - 80

80 -100

100 - 50

150 -200

200 -250

250 -300

300 -350

14

Прочность при растяжении, МПа

30 - 40

40 - 50

50 - 70

70 - 100

100 -120

120 -150

150 -170

15

Прочность при сжатии, МПа

80 -100

100 -150

150 -200

200 -250

250 -300

300 -400

400 -500

16

Ударная вязкость, кДж/м2

10 - 20

20 - 60

60 - 100

100 -150

150 -200

200 -225

225 -250

17

Плотность отвержденных образцов, г/см3

1.2 - 1.4

1.4 - 1.6

1.6 - 1.8

1.8 - 2.0

2.0 - 2.2

Более 2.2

18

Модуль упругости при растяжении, Е 10-3 МПа

500 - 1000

1000 - 2000

2000 - 5000

5000 - 7000

7000 - 10000

10000-15000

15000

19

Водопоглощение за сутки, %

0.5 - 0.1

0.1 - 0.2

0.2 - 0.5

0.5 - 1.0

1.0 - 2.0

Более 2.0

20

Коэффициент линейного термического расширения, 10-6 град.

5 - 15

15 - 30

30 - 50

50 - 70

70 - 100







21

Теплостойкость по Мартенсу, оС

120 -140

140 -160

160 -180

180 -200

200 -250

250 -300




22

Коэффициент трения скольжения (пластик по пластику)

0.05 - 0.1

0.1 - 0.15

0.15 - 0.2

0.2 - 0.25

0.25 - 0.3

0.3 - 0.35

0.35 - 0.4

23

Нагревостойкость, оС (класс нагревостойкости)

105 (А)

120 (Е)

130 (В)

150

180 (Н)

220 (С)




24

Электрическая прочность, КВ/мм

5 - 10

10 - 15

15 - 25

25 - 35

35 -50







25

Дугостойкость, сек.

10 - 50

50 - 100

100 -150

150 -200

200 -250







26

Коэффициент горючести по калориметрии

до 0.1

0.1 - 0.5

0.5 - 2.1

свыше 2.1










27

Кислородный индекс, %

10 - 20

20 - 30

30 - 40

40 - 60

60 - 80

80 - 100




28

Удельное объемное

электрическое сопротивление, Омсм

1010-1011

1011 -1012

1012- 1013

1013- 1014

1014-1015

1015-1016

1016-1017

29

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106 Гц

0 - 0.005

0.005-0.01

0.01-0.02

0.02-0.04

0.04-0.06

0.06-0.08

0.08-0.1

30

Диэлектрическая проницаемость

3 - 4

4 - 5

5 - 6

6 - 7

7 - 8









^ ПОЯСНЕНИЕ К ТАБЛИЦЕ

Таблица позволяет охарактеризовать материал через последовательность дробных чисел, числитель которых показывает номер необходимого свойства (первый вертикальный ряд чисел), а знаменатель - интервал приемлемых значений этого свойства (первый горизонтальный ряд чисел). Например, шифр 13/3; 16/3;25/4 указывает на то, что материал должен обладать следующим набором свойств: прочность при изгибе 100-150 МПа, ударная вязкость 60-100 кДж/м2, дугостойкость 150-200 сек.


Приложение 2
Распределение 2

n-1

 = 0.10

 = 0.05

 = 0.02

 = 0.01

 = 0.001

1

2.706

3.841

6.422

6.635

10.827

2

4.605

5.991

7.824

9.210

13.815

3

6.251

7.815

9.837

11.341

16.268

4

7.779

9.488

11.668

13.277

18.465

5

9.236

11.070

13.388

15.086

20.517

6

10.645

12.592

15.033

16.812

22.457

7

12.017

14.067

16.622

18.475

24.322

8

13.862

15.507

18.168

20.090

26.125

9

14.684

16.919

19.679

21.666

27.877

10

15.987

18.307

21.161

23.209

29.558

11

17.275

19.675

22.618

24.725

31.264

12

18.549

21.026

24.054

26.217

32.909

13

19.812

22.362

25.472

27.688

34.528

14

21.064

23.685

26.873

29.141

36.123

15

22.307

24.996

28.259

30.678

37.697

16

23.542

26.296

29.633

32.000

39.252

17

24.769

27.587

30.995

33.409

40.760

18

25.989

28.869

32.346

34.806

42.312

19

27.204

30.144

33.687

36.191

43.820

20

28.412

31.410

35.020

37.566

45.315

21

29.615

32.671

36.343

38.932

46.797

22

30.813

33.924

37.659

40.289

48.268

23

32.007

35.172

38.968

41.638

49.728

24

33.196

36.415

40.270

42.980

51.179

25

34.382

37.652

41.566

44.314

52.620

26

35.563

38.885

42.856

45.642

54.052

27

36.741

40.113

44.140

46.963

55.476

28

37.916

41.337

45.419

48.278

56.893

29

39.087

42.557

46.693

49.588

58.302

30

40.256

43.773

47.962

50.892

59.708





Приложение 3


^ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ



№ варианта

Кодированное значение показателей




Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

1

9/2

13/3

15/5

19/3

21/4

30/2

3/3




9/4

13/5

15/2

19/2

21/2

30/4

3/5




9/3

13/2

15/3

19/1

21/6

30/1

3/4

2

8/3

10/7

15/2

18/7

20/4

24/3

3/7




8/5

10/2

15/4

18/3