В работе проводится анализ весомости показателей качества бензина, приводятся данные статистического анализа и результаты экспертной оценки.
Ключевые слова: стандартное отклонение, размах, экспертная оценка, показатель качества.
В соответствии с правилом Парето «80/20», лишь 20 % показателей качества объекта имеют наибольшее значение при его оценке [1]. Для их выявления был проведен статистический анализ, в котором оценивались такие статистические характеристики как среднее значение, среднее квадратическое отклонение, размах значений и строился график рассеивания значений относительно предельно допустимо ГОСТ 51866–2002.
Анализ проводился по статистической выборке нефтеперерабатывающего завода за период 6 месяцев. Результаты значений представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты статистического анализа показателей качества бензина Премиум Евро-95, вид II
|
Показатель качества |
Среднее |
Стандартное отклонение |
Размах |
|
Октановое число по Исследовательскому и Моторному методам, не менее 85,0/95,0 |
95,1/85,3 |
0,1 |
0,3 |
|
Концентрация свинца, мг/дм3, отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
|
Концентрация марганца, мг/дм3, отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
|
Концентрация железа, г/дм3, отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
|
Плотность при температуре 15°С, кг/м3, 720–775 |
741,0 |
2,6 |
9,3 |
|
Концентрация серы, мг/кг, не более 10,0 |
2,6 |
0,5 |
2,5 |
|
Устойчивость к окислению, мин, не менее 360 |
1400 |
0 |
0 |
|
Концентрация смол, промытых растворителем, мг на 100 см3 бензина, не более 5,0 |
2,0 |
0,3 |
0,7 |
|
Коррозия медной пластинки (3ч при 50°С), единицы по шкале, класс 1 |
Класс 1 |
- |
- |
|
Внешний вид, прозрачный и чистый |
Прозрачный и чистый |
- |
- |
|
Объемная доля олефиновых углеводородов, %, не более 18 |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
|
Объемная доля ароматических углеводородов, %, не более 35 |
33,6 |
0,9 |
3,6 |
|
Объемная доля бензола, %, не более 1,0 |
0,7 |
0,1 |
0,5 |
|
Массовая доля кислорода, %, не более 2,7 |
1,4 |
0,3 |
1 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, отсутсвие: — метанола |
Отсутствие |
Отсутствие |
Отсутствие |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 5,0: — этанола |
0 |
0 |
0 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 10,0: — изопропилового спирта |
0 |
0 |
0 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 10,0: — изобутилового спирта |
0 |
0 |
0 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 7,0: — третбутилового спирта |
0 |
0 |
0 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 15,0: — эфиров (С5 и выше) |
8,1 |
1,0 |
3,9 |
|
Объемная доля оксигенатов, %, не более 10,0: — других оксигенатов |
0 |
0 |
0 |
|
Давление насыщенных паров (ДНП), кПА не нормируется |
76,4 |
2,4 |
10,9 |
|
Фракционный состав: объемная доля испарившегося бензина, %, при температуре:70°С (И70) |
35,9 |
1,7 |
7,1 |
|
Фракционный состав: объемная доля испарившегося бензина, %, при температуре:100°С (И100) |
57,6 |
1,6 |
10,5 |
|
Фракционный состав: объемная доля испарившегося бензина, %, при температуре:150°С (И150), не менее 75 |
91,0 |
0,9 |
4,8 |
|
Фракционный состав: конец кипения, °С, не выше 210,0 |
185,6 |
2,2 |
13,5 |
|
Фракционный состав: остаток в колбе, % (по объему), не более 2,0 |
1,0 |
0,1 |
0,7 |
|
Плотность при температуре 20 °С, кг/м, не нормируется |
736,5 |
2,6 |
9,3 |
Были построены карты Шухарта. Анализ показал, что использование только статистических методов не позволяет решить указанную задачу. Поэтому были использованы методы экспертной оценки.
Задача относится к типу оценки характеристик и к проблеме 1 класса: с достаточным информационным потенциалом. Методы получения индивидуального мнения группы экспертов были выбраны показатели качества и их весовые коэффициенты. Для проверки достоверности экспертной оценки был рассчитан коэффициент конкордации.
Результаты экспертной оценки представлены в таблице 2.
Суммы, рассчитанные по столбцам таблицы 6, представляют усредненные оценки значимости каждого из факторов, рассчитанные по формуле (1):
Аi = 
, (1)
где m — количество независимых экспертов, участвующих в оценке значимости факторов;
n — количество независимых факторов, определяющих результаты протекания процесса;
— оценка значимости i — го фактора, сделанная j — м экспертом.
Так как оценки, выставленные каждым экспертом, представляют собой последовательные целые числа в интервале [1, n], то средняя сумма рангов рассчитывается по формуле (2), зависит только от количества экспертов и количества факторов.
= 
. (2)
Определим фактическую величину дисперсии оценок значимости по формуле (3), которая выражает несовпадение мнений экспертов в конкретном случае.
= 
, (3)
где n — количество независимых факторов, определяющих результаты протекания процесса;
Ai — оценки значимости каждого из факторов;
— средняя сумма рангов.
Определим фактическую величину дисперсии оценок значимости
:
S2=691.3
Полное совпадение мнений экспертов может быть выражено максимально возможной величиной среднеквадратичного отклонения, определяемое по формуле (4):
=
, (4)
где m — количество независимых экспертов, участвующих в оценке значимости факторов;
n — количество независимых факторов, определяющих результаты протекания процесса.
Определи максимально возможную величину среднеквадратичного отклонения :
=
= 
Таблица 2
Экспертная оценка показателей качества бензина Премиум Евро-95, вид II
|
№ эксперта |
Показатели качества бензина |
|||||||||||||||||
|
Октановое число |
Концентрация свинца |
Концентрация марганца |
Концентрация фактических смол |
Индукционный период бензина |
Массовая доля серы |
Объемная доля бензола |
Объемная доля углеводородов |
Массовая доля кислорода |
Объемная доля оксигенатов |
Испытание на медной пластинке |
Внешний вид |
Плотность при 15ºС |
Концентрация железа |
Объемная доля монометиланилина |
Давление насыщенных паров |
Фракционный состав |
Плотность при 20ºС |
|
|
Эксперт 1 |
1 |
11 |
10 |
8 |
18 |
2 |
3 |
6 |
7 |
9 |
17 |
5 |
4 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
|
Эксперт 2 |
1 |
11 |
9 |
7 |
15 |
2 |
3 |
6 |
8 |
10 |
16 |
5 |
4 |
18 |
17 |
14 |
13 |
12 |
|
Эксперт 3 |
2 |
13 |
8 |
9 |
17 |
1 |
3 |
7 |
6 |
10 |
15 |
5 |
5 |
18 |
16 |
12 |
11 |
14 |
|
Эксперт 4 |
1 |
12 |
9 |
8 |
15 |
2 |
3 |
5 |
7 |
11 |
16 |
6 |
4 |
17 |
18 |
15 |
14 |
13 |
|
Эксперт 5 |
2 |
12 |
10 |
8 |
17 |
3 |
1 |
6 |
7 |
11 |
15 |
5 |
4 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
|
Суммы Аi |
7 |
59 |
46 |
40 |
82 |
10 |
14 |
30 |
35 |
51 |
79 |
26 |
19 |
87 |
82 |
59 |
65 |
64 |
|
͞A |
47.5 |
|||||||||||||||||
|
W |
0.97 |
|||||||||||||||||
Относительная величина согласованности экспертов во мнениях определяется отношением 
к , по формуле (5):
, (5)
которое называют коэффициентом взаимной корреляции или коэффициентом конкордации. W [0; 1], причем если W=1, то это соответствует о полной согласованности мнений [1].
Выводы:
а) рассчитанный коэффициент конкордации W, говорит нам о согласованности мнений экспертов;
б) наиболее важным показателем оценки качества бензина Премиум Евро-95, вид II, по мнению опрошенных экспертов, являются «Октановое число», «Массовая доля серы», «Объемная доля бензола» и «Плотность при 15ºС».
Литература:
1. Карабань В. Г., Выбор рационального экспертного метода оценки коэффициентов весомости для комплексного показателя качества бесступенчатой механической передачи. / В. Г. Карабань, А. А. Шипицына // Сборник научных трудов SWorld. — Выпус 3. Том 9. — Одесса: КУПРИЕНКО СВ, 2013. –ЦИТ: 313–0845. — С. 79–82.
2. Королева, Е. М. Уровень качества производства машин / Е. М. Королева, С. Н. Евстратов, К. Г. Белоусов // Вестник машиностроения. — 2005. — № 10. — С. 39–43
