«Семь инструментов» контроля качества

Одним из основных инструментов в обширном арсенале статистических методов контроля качества являются контрольные карты. Идея контрольной карты принадлежит известному американскому статистику Уолтеру Л. Шухарту. Она была высказана в 1924 г. и обстоятельно описана в 1931 г. Первоначально контрольные карты использовались для регистрации результатов измерений требуемых свойств продукции. Выход параметра за границы поля допуска свидетельствовал о необходимости остановки производства и проведении корректировки процесса в соответствии со знаниями специалиста, управляющего производством.

Однако в этом случае решение о корректировке принималось тогда, когда брак уже был получен. Контрольная карта (рис.12) состоит из центральной линии, двух контрольных пределов (над и под центральной линией) и значений характеристики (показателя качества), нанесенных на карту для представления состояния процесса.

Рис. 12. Контрольная карта

В определенные периоды времени отбирают (все подряд; выборочно; периодически из непрерывного потока и т. д.) n изготовленных изделий и измеряют контролируемый параметр. Результаты измерений наносят на контрольную карту, и в зависимости от этого значения принимают решение о корректировке процесса или о продолжении процесса без корректировок.

Сигналом о возможном сбое технологического процесса могут служить:

• 1) выход точки за контрольные пределы (точка 6); (процесс вышел из-под контроля);
• 2) расположение группы последовательных точек около одной контрольной границы, но не выход за нее (11, 12, 13, 14), что свидетельствует о нарушении уровня настройки оборудования;
• 3) сильное рассеяние точек (15, 16, 17, 18, 19, 20) на контрольной карте относительно средней линии, что свидетельствует о снижении точности технологического процесса.

При наличии сигнала о нарушении производственного процесса должна быть выявлена и устранена причина нарушения. Таким образом, контрольные карты используются для выявления определенной причины, но не случайной. Под определенной причиной следует понимать существование факторов, которые допускают изучение.

Часто при определении факторов, влияющих на какой-либо результативный показатель, характеризующий качество, используют схемы Исикава. Они были предложены профессором Токийского университета Каору Исикава в 1953 г. при анализе различных мнений инженеров. Иначе схему Исикава называют диаграммой причин и результатов, диаграммой «рыбий скелет», деревом и т. д.

Она состоит из показателя качества, характеризующего результат, и факторных показателей (рис.13).

Рис. 13. Структура диаграммы причин и результатов

Построение диаграмм включает следующие этапы:

• — выбор результативного показателя, характеризующего качество изделия (процесса и т. д.);
• — выбор главных причин, влияющих на показатель качества. Их необходимо поместить в прямоугольники «большие кости»;
• — выбор вторичных причин «средние кости», влияющих на главные;
• — выбор (описание) причин третичного порядка «мелкие кости», которые влияют на вторичные;
• — ранжирование факторов по их значимости и выделение наиболее важных.

Диаграммы причин и результатов имеют универсальное применение. Так, они широко применяются при выделении наиболее значимых факторов, влияющих, например, на производительность труда.

Отмечается, что число существенных дефектов незначительно, и вызываются они, как правило, небольшим количеством причин. Таким образом, выяснив причины появления немногочисленных существенно важных дефектов, можно устранить почти все потери.

Эта проблема может решаться с помощью диаграмм Парето. Диаграмма Парето — это схема, построенная на основе группирования по дискретным признакам, ранжированная в порядке убывания и показывающая кумулятивную частоту.

Различают два вида диаграмм Парето:

• 1) по результатам деятельности. Они служат для выявления главной проблемы и отражают нежелательные результаты деятельности (дефекты, отказы и т. д.);
• 2) по причинам (факторам). Они отражают причины проблем, которые возникают в ходе производства.

Рекомендуется строить много диаграмм Парето, используя различные способы классификации как результатов, так и причин, приводящих к этим результатам. Лучшей следует считать такую диаграмму, которая выявляет немногочисленные, существенно важные факторы, что и является целью анализа Парето.

Построение диаграмм Парето включает следующие этапы:

• 1. Выбор вида диаграммы (по результатам деятельности или по причинам, факторам).
• 2. Классификация результатов (причин). Разумеется, что любая классификация имеет элемент условности, однако большинство наблюдаемых единиц какой-либо совокупности не должны попадать в строку «прочие».
• 3. Определение метода и периода сбора данных.
• 4. Разработка контрольного листка для регистрации данных с перечислением видов собираемой информации. В нем необходимо предусмотреть свободное место для графической регистрации данных.
• 5. Ранжирование данных, полученных по каждому проверяемому признаку в порядке значимости. Группу «прочие» следует приводить в последней строке вне зависимости от того, насколько большим получилось число.
• 6. Построение столбиковой диаграммы (рис. 15).

Число дефектных изделий.

Рис. 14. Связь между видами дефектов и числом дефектных изделий

Значительный интерес представляет построение диаграмм Парето в сочетании с диаграммой причин и следствий. Выявление главных факторов, влияющих на качество продукции, позволяет увязать показатели производственного качества с каким-либо показателем, характеризующим потребительское качество.

Гистограмма — это графический метод представления данных, сгруппированных на чистоте попадания в определенный интервал. Она используется для получения распределения значения показателя качества, вычисление средних значений и дисперсии. Метод гистограмм является эффективным инструментом обработки данных и предназначен для текущего контроля качества в процессе производства, изучения возможностей технологических процессов, анализа работы отдельных исполнителей и агрегатов.

Контрольный лист — это бланк, на котором предварительно отмечены контролируемые параметры (рис. 16), с тем, чтобы можно было быстро и точно записать данные измерений, при этом автоматически упорядочить данные для облегчения их дальнейшего использования.

Рис. 15. Контрольный листок

Диаграммы рассеивания (разброса) основаны только на достоверных данных, применяются для получения корректной информации, выявления причинно-следственных связей. Представляют собой графики, которые позволяют выявить корреляцию между двумя различными факторами.

При разделении данных на группы в соответствии с их особенностями группы именуют слоями (стратами), а сам процесс разделения расслаиванием (стратификацией). Желательно, чтобы различия внутри слоя были — как можно меньше, а между слоями как можно больше.

В результатах измерений всегда есть больший или меньший разброс параметров. Если осуществлять стратификацию по факторам, порождающим этот разброс, легко выявить главную причину его появления, уменьшить его и добиться повышения качества продукции.

Применение различных способов расслаивания зависит от конкретных задач. В производстве часто используется способ, называемый 4 М, учитывающий факторы, зависящие от: человека (man); машины (machine); материала (material); метода (method).

То есть расслаивание можно осуществить так:

• — по исполнителям (по полу, стажу работы, квалификации);
• — по машинам и оборудованию (по новому или старому, марке, типу);
• — по материалу (по месту производства, партии, виду, качеству сырья);
• — по способу производства (по температуре, технологическому приему).

Метод расслаивания в чистом виде применяется при расчете стоимости изделия, когда требуется оценка прямых и косвенных расходов отдельно по изделиям и партиям, при оценке прибыли от продажи изделий отдельно по клиентам и по изделиям и т. д. Расслаивание также используется в случае применения других статистических методов: при построении причинно-следственных диаграмм, диаграмм Парето, гистограмм и контрольных карт.