Методы контроля качества, системный подход

Несмотря на большое многообразие продукции и услуг методы контроля качества имеют много общего с позиций организационно-методической основы. Обычно контроль качества продукции предусматривает следующие составляющие: план контроля, методы обработки данных контроля, правила принятия решений /8/. При планировании контроля качества определяются виды и количество продукции, критерии их оценки, число ступеней контроля и их продолжительность, характер действий при получении негативных результатов.

Методы обработки данных контроля, основной целью которых является получение количественных параметров характеристик качества, базируются на использовании методов статистики и теории вероятности.

Принятие решений должно осуществляться по определенным правилам, которые с математической точки зрения являются индикаторными функциями от результатов и планов контроля, принимающими значения 1 или 0. Положительное значение (1) означает соответствие, а отрицательное (0) — несоответствие контролируемых показателей качества.

Далее рассмотрим требования организационно-методического характера, относящихся к этапам планирования, обработки данных контроля и принятия решений.

Установление объекта контроля, эффективность методов контроля и корректность принимаемых решений в значительной мере зависят от четкого определения объектов контроля качества. Объектом контроля следует считать всю совокупность продукции и услуг, подлежащих обязательному контролю.

Точность и достоверность результатов обработки данных.

Точность контроля обусловлена как минимум двумя факторами: критериями контроля и объемом статистических данных.

Статистические понятия точности и достоверности связаны с понятием доверительных интервалов; рисков потребителя и поставщика. В частности, средняя ширина доверительного интервала или среднее отклонение одной из его границ от истинного значения показателя качества могут служить показатели точности, а уровень доверия и (или) рисков — показателями достоверности. Вопросы количественного нормирования требований к точности и достоверности контроля в виде соответствующих рисков, уровней доверия, относительной ширины доверительного интервала во многом связаны с требованиями к воспроизводимости результатов контроля.

Воспроизводимость результатов контроля.

Поскольку методы контроля качества являются основой регулирования отношений разработчиков и потребителей в вопросах предъявления претензий к качеству продукции и услуг, необходимо потребовать, чтобы методы при повторных процедурах контроля для одних и тех же объектах давали совпадающие решения, независимо от того, кто их проводит. Количественно воспроизводимость результатов контроля описывается так называемой арбитражной характеристикой — вероятностью положительного решения при контроле, организуемом разработчиком и отрицательного решения при контроле потребителем. Методы контроля должны обеспечивать малое значение арбитражной характеристики при любых значениях показателей качества.

Четкость и однозначность правил принятия решений. Учитывая, что решение, принимаемое по результатам контроля, затрагивают интересы различных сторон — разработчиков и потребителей — правила принятия решений должны иметь четкую и ясную форму, не допускающую многозначности решений и неопределенности толкований.

Рациональность структуры документации, регламентирующей контроль качества.

Выполнение этих требований достигается путем регламентации в количественной или качественной форме, а также в рамках систем управления качеством. Это обусловлено необходимостью сокращения нормативной документации и методической литературы, темпы, роста которых имеют экспоненциальную тенденцию.

Контроль качества продукции и услуг не является самоцелью, а служит способом выявления противоречий между производителем и потребителем данной продукции. Для решения этих задач на сегодня разработано множество методов, которые можно объединить в три группы:

1. Экспериментальные методы, при которых используются измерительные (контрольные) средства, с помощью которых определяются изделия, обладающие определенными признаками.

2. Расчетные методы, с помощью которых значения качественных характеристик вычисляются по значениям параметров продукции, найденных другими методами.

3. Методы экспертных оценок, которые основаны на учете мнений группы специалистов-экспертов. Для их применения необходимо разработать систему опроса и обработки результатов.

Однако при всем их многообразии основным инструментом проведения работ по контролю качества продукции являются теория вероятности и математическая статистика, т.к. конкретное значение любого контролируемого параметра продукции или услуги является случайной величиной. А значит и корректную оценку ее немыслимо осуществить без применения методов математической статистики и теорий вероятностей. Среди них следует выделить также мощные средства, как:

1. Метод последовательного анализа

2. Метод статистических испытаний

3. Дисперсионный анализ

4. Корреляционный анализ

Рассмотрим кратко их смысл и применяемые схемы контроля качества продукции.

1. Метод последовательного анализа.

Последовательный анализ является методом статистического исследования при проверке гипотез, при котором после каждого наблюдения контролируемой величины производится анализ всех последующих наблюдений. Эти гипотезы имеют различные формулировки, но, в конечном счете, являются гипотезами о распределении той или иной случайной величины. При этом методе после каждого наблюдения решают, принять гипотезу, отклонить или продолжить контроль. Последовательный анализ позволяет сокращать число необходимых наблюдений в среднем в два раза по сравнению с обычными методами, когда число наблюдений фиксируют заранее. Для нормально распределенной случайной величины этот метод удобно представить геометрически в виде следующей схемы:

Рис. Схема последовательного анализа

Для этого после каждого наблюдения за контролируемой величиной строят точку на координатной плоскости, откладывая по оси абсцисс число проделанных наблюдений n, а по оси ординат их результат. Контроль нужно продолжать до тех пор, пока эти точки будут находиться в полосе между прямыми y = A₁+b_n и y = A₂+b_n. Если хоть одна точка окажется ниже или выше этой полосы, нужно прекращать контроль и принимать соответствующую гипотезу о приеме или браковке продукции. Этот метод можно применять при решении таких задач контроля качества продукции, как:

Ø проверка партии продукции методом отбраковки дефектных изделий

Ø сравнительная оценка качества двух партий товаров

Ø оценка качества при приемочном контроле продукции по среднему значению выбранного параметра

Ø оценка качества продукции по дисперсии контролируемого параметра

2. Метод статистических испытаний

Суть его заключается в воспроизведении процесса контроля при помощи вероятностной математической модели и вычисление характеристик этого процесса. Метод, называемый также методом Монте-Карло, основан на многократном проведении испытаний построенной модели с последующей статистической обработкой. Основной целью последней является получение статистических оценок параметров контролируемой продукции или процесса. Метод целесообразно применять в тех случаях:

Ø когда исследуется система, функционирование которой определяется многими вероятностными параметрами. Например, проведение маркетинговых исследований при продвижении товара на рынке и наличии конкуренции.

Ø когда построение чисто аналитической вероятностной модели функционирования системы затруднено

Метод Монте-Карло, как правило, содержит следующие схемные элементы: получение равномерно распределенных случайных чисел, моделирование случайных процессов, определение характеристик моделируемого процесса, обоснование необходимого числа реализаций контроля.

3. Дисперсионный анализ.

В предыдущих методах, как правило, предполагалось, что контролируемый разброс результатов связан лишь со случайными факторами. Именно это предположение лежало в основе всех проверяемых нулевых гипотез. Все подконтрольные факторы поддерживались на одном и том же уровне. Задача заключалась в том, чтобы определить ошибку воспроизводимости применяемого метода контроля. В качестве такой меры рассматривалась дисперсия. В рамках дисперсионного анализа задача состоит в том, что один или несколько факторов, влияющих на качество продукции, начинают заданным образом изменяться. Степень такого влияния, его качественные и количественные характеристики и являются объектом дисперсионного анализа. Его использование можно пояснить на следующем примере, характеризующем проблему контроля качества продукции. От предприятия обычно требуется выпуск однородной по своим качествам продукции. Процесс производства заключает несколько стадий, каждая из которых вносит свой вклад в фактическую неоднородность конечного продукта. Одновременное усовершенствование всех стадий, как правило, вначале надо выяснить, какая из стадий дает наибольшую неоднородность, и начинать с нее усовершенствование. При исследовании может оказаться, что некоторые стадии дают лишь незначительную неоднородность, так что затраты на их усовершенствование вообще было бы неоправданным.

4. Регрессионный анализ.

Основной его целью является определение точных количественных характеристик изменения случайной величины, например, показателя качества продукции. Регрессивный анализ ассоциируется обычно с методом наименьших квадратов, с помощью которого, как известно, осуществляется оценка выбранной теоретической зависимости от объективных экспериментальных данных. Принцип наименьших квадратов позволяет полностью вычислить уравнение только приближенной (а не точной) регрессии заданного типа (с неопределенными коэффициентами). Для этого вначале составляется сумма

S = S [ y_i - f(x_i) ]² ,

где функция f(x) записана с неопределенными коэффициентами a, b, g,… Величину S можно теперь рассматривать как функцию от этих неопределенных коэффициентов. Задача регрессивного анализа состоит в том, чтобы найти набор коэффициентов a, b, g,…, минимизирующих величину S. Для решения достаточно воспользоваться аппаратом математического анализа по отысканию экстремумов функций.

5. Корреляционный анализ.

Корреляционный анализ является специфической областью математической статистики, в которой решаются обычно два типа задач: первая — установить форму корреляционной связи, т.е. вид функции регрессии (линейная, квадратическая, показательная и др.);

вторая — оценить тесноту (силу) корреляционной связи.

Описанная выше совокупность методов относится к области расчетно-экспериментальных. Однако когда нет возможности определить значения тех ли иных параметров экспериментально или с помощью расчетных данных, приходится полагаться на субъективные оценки. В подобных случаях чаще всего целесообразно воспользоваться мнением коллектива экспертов. Метод, с помощью которого можно получить количественные оценки качества продукции и особенно туристских услуг, так и называется методом (а точнее совокупность их) экспертных оценок. Не углубляясь в его рассмотрение (он достаточно прост в понятийном представлении) отметим лишь следующее важное обстоятельство. Коллектив экспертов должен состоять из специалистов, обладающих глубокими знаниями и практическими навыками в вопросах контроля качества анализируемой продукции и услуг, а также по возможности облеченных правом принимать ответственные решения.

При контроле качества используются следующие понятия входной, выборочный и приемочный контроль.

Входной контроль — контроль продукции поставщика, поступившей к потребителю или заказчику, и предназначаемый для использования при производстве или эксплуатации продукции.

Выборочный контроль — контроль, при котором решение о качестве контролируемой продукции принимается по результатам проверки одной или нескольких выборок из партии товара.

Выборочный контроль осуществляется при помощи мгновенных выборок или проб. Мгновенной называют выборку из потока продукции, состоящую из изделий, произведенных последними к моменту отбора.

Контроль качества продукции в ходе ее производства должен быть организован так, чтобы принималось подавляющее большинство партий, выпущенных при нормальном ходе производства, и браковались партии с большей засоренностью дефектной продукции.

Под статистическом приемочном контроле качества продукции понимают выборочный контроль, основанный на применении методов математической статистики для проверки соответствия качества продукции установленным требованиям. Основная идея такого контроля состоит в том, что о качестве контролируемой партии продукции судят по выборочным характеристикам, определенным по малой выборке из этой партии.

Приемочный контроль может осуществляться как по качественному, так и количественному признакам. При контроле по качественному признаку используют индикаторный принцип и рассматривают только две категории продукции: годные и дефектные единицы продукции. Такой контроль еще называется альтернативным. При контроле по количественному признаку определяют значения одного или нескольких параметров единиц продукции и последующее решение принимают в зависимости от этих значений.

Для организации приемочного контроля необходимо задать контрольные нормативы, т.е. критерии для принятия решения по результатам контроля (приемочное и браковочное числа), и решающие правила, т.е. указания, предназначенные для принятия решений относительно приемки партии продукции по результатам ее контроля.

На практике наибольшее распространение получили три вида приемочного контроля/(9/:

Ø одноступенчатый — решение о принятии или забраковании партии продукции принимают по результатам контроля только одной выборки;

Ø многоступенчатый — решение осуществляется на основании последовательного контроля нескольких выборок;

Ø последовательный — решение о принятии партии реализуется после оценки каждой последовательно контролируемой единицы продукции или выборки.

При выборочном контроле возможны ошибки двух видов.

Ошибка I-го рода возникает, когда потребитель бракует годную партию с малой долей дефектных единиц продукции. Вероятность забракования партии называется при этом риском поставщика.

Ошибка II-го рода возникает, когда принимается партия с большой долей дефектных изделий, а вероятность такого решения называется риском потребителя.

а) max затраты на качество

б) opt затраты на качество

Рис. Иллюстрация ошибок первого и второго рода

Последовательный контроль можно рассматривать как предельный случай многоступенчатого контроля. При этом объем выборки не фиксируется, а отдельные единицы продукции извлекают из партии случайным образом и проверяют. После каждой проверки принимают одно из трех решений: принять партию, продолжить проверку или забраковать партию. Такой метод контроля иногда называют по имени автора — методом Вальда или методом (как уже упоминалось) последовательного анализа. Смысл его понятен из рассмотрения рис.6. Метод последовательного контроля позволяет значительного сократить среднее число проверяемых единиц продукции по сравнению с одно и двухступенчатым контролем. Однако при этом трудно планировать проверки, т.к. заранее неизвестно количество проверяемых единиц продукции. Поэтому иногда применяют усеченный последовательный контроль, при котором проверка осуществляется сначала по этому методу. Если она не закончилась при n=n₀, то результаты оцениваются как при одноступенчатом контроле. На схеме по горизонтальной оси откладывают накопленное число проверенных единиц продукции n, по вертикальной — накопленное число дефектных единиц продукции.

Системный подход к оценке качества

На первый взгляд материалы, которые будут рассмотрены в данном разделе, могут показаться тривиальными. Тем не менее, именно такой подход к решению многих проблем экономического характера, по мнению ведущих менеджеров современности, приводит к желаемым результатам. Как следует из его названия, решение проблем качества следует рассматривать с точки зрения математического подхода, как наиболее эффективного. Сегодня можно встретить такие понятия, как “наука управления”, “наука о принятии решений”, “системный анализ”, “наука о системах”, “системный подход” и “исследование операций”. Эти термины распространяются на количественные методы и в данном контексте могут рассматриваться как синонимы. Хотя их применение весьма широко, а каждый специалист вкладывает свой определенный смысл в эти понятия. Независимо от предпочитаемой терминологии отличительные особенности науки управления таковы:

1. использование научного метода

2. системная ориентация

3. использование моделей

Научный метод является фундаментальной процедурой любого исследования и состоит из трех этапов: наблюдение, сбор и анализ информации, формулирование гипотезы с целью установления взаимосвязи между компонентами проблемы по данным информации, подтверждение достоверности гипотезы (верификация). Системная ориентация является второй особенностью науки управления качеством. Она утверждает, что организация — это открытая система, состоящая из взаимосвязанных частей и обладающая в этой связи следующими характерными признаками.

1. Наличие выделенных частей (подсистем), характер деятельности которых соответствует одному из целевых аспектов функционирования системы.

2. Наличие цели (программы) функционирования и критерия ее достижения системой в целом, а также возможности оценки ее эффективности.

3. Иерархическая структура управления с вертикальными и горизонтальными связями управления между подсистемами.

4. Наличие обратной связи, в качестве которой при оценке качества продукции обычно присутствует функция контроля.

Третья особенность науки управления качеством — использование моделей. Моделирование часто необходимо в тех ситуациях, когда возникают проблемы с управлением и трудности проведения контрольных мероприятий в реальной жизни.

Модель, по определению Р. Шеннона /11/, является представлением объекта, системы или понятия (идеи) в некоторой форме, отличной от формы реального существования. С позиций управления качеством модель можно рассматривать как инструмент, позволяющий логическим путем спрогнозировать последствия альтернативных действий и достаточно уверенно указать, какому из них отдать предпочтение.

Не углубляясь в рассмотрение этой категории, как необходимого атрибута системного подхода, отметим следующее. Число всевозможных конкретных моделей науки управления почти также велико, как и число проблем, для решения которых они разработаны. В качестве научных дисциплин и методов, используемых в науке управления и способствующие правильному принятию решения, обычно рассматриваются: теория игр, модели и методы систем массового обслуживания, модели управления запасами, методы математического программирования и, прежде всего, линейного, имитационное моделирование, экономический анализ (методы оценки издержек, рентабельности предприятий и экономических выгод).

В практическом плане с позиций системного подхода варианты структуры управления качеством на предприятии могут содержать такие подсистемы, как подсистема выработки политики в области качества продукта подсистемы проектирования и производственная подсистема взаимодействия с потребителем.

Методы оценки уровня качества

В соответствии с нормативной документацией под уровнем качества продукции понимается относительная характеристика качества, основанная на сравнении совокупности показателей качества с соответствующей совокупностью базовых показателей.

При оценке уровня качества продукции обычно используют метод аналогов, алгоритм реализации который содержит следующие процедуры. Сначала формулируют цель оценки и выбирают соответствующую номенклатуру показателей качества. Затем обосновывают и выбирают базовый образец, служащий аналогом продукции и имеющий одноименные показатели качества, отвечающие более высоким уровням стандарта (государственным или мировым). Далее назначают метод сравнения значений показателей качества контролируемой продукции к базовым и по его результатам принимают решение о достигнутом уровне качества. Оценку уровня качества продукции проводят при ее сертификации, при планировании работ по обеспечению качества, при подготовке производства, при приемке продукции представителями заказчика и в ряде других случаев, например, при разработке мер по материальному и моральному стимулированию производства качественной продукцией.

Различают также дифференциальный, комплексный и смешанный методы оценки уровня качества продукции /9/. Рассмотрим кратко их суть. Дифференциальный метод состоит в сопоставлении единичных показателей качества оцениваемой продукции с соответствующими единичными показателями качества аналога и вычислении относительных показателей

q_i=P_i/P_iб или q_i= P_iб/P_i,

где P_i — значение показателя оцениваемой продукции;

P_iб — значение базового показателя.

При реализации оценки качества возможны случаи, когда часть значений q_i£1 при требуемом q_i³1. Для принятия решения необходимо разделить все показатели на две группы, в первую из которых включить показатели, отражающие наиболее существенные свойства продукции, во вторую, второстепенные показатели. Если при этом относительные показатели первой группы и подавляющая часть показателей второй больше (меньше) или равны единице, то уровень качества оцениваемой продукции не ниже базового.

Комплексный метод применяют в тех случаях, когда качество целесообразно характеризовать обобщенным показателем. При этом возможны следующие вариации метода.

Первый случай. Когда можно выделить главный показатель, характеризующий основное назначение изделия, и построить функциональную его зависимость от качества составляющих. В качестве главного может служить, например, интегральный показатель, который показывает — какой полезный эффект приходится на каждый рубль затрат:

k_u = W/(s_c+S_n),

где W — суммарный полезный эффект;

S_c — затраты на создание продукта (начальная стоимость);

S_n — затраты на потребление продукции.

Второй вариант. В тех случаях, когда не удается построить функциональную зависимость исходя из основного назначения продукции, можно применить метод средневзвешенных оценок. В соответствии с которым обобщенный показатель равен:

,

где n_i — коэффициент значимости единичного показателя q_i;

n — общее количество единичных показателей включаемых в обобщенный показатель.

При оценке качества разнородной продукции, именно этот случай может быть характерен, например, для туристской отрасли и можно использовать индекс качества продукции. Под ним понимается комплексный показатель качества разнородной продукции, равный средневзвешенному значению относительных показателей.

Общие принципы управления качеством на предприятиях

Управление качеством является составной частью бизнеса и управления производственным процессом и включает в себя следующие процедуры:

Ø формирование необходимых значений показателей;

Ø обеспечение создания продукции заданного качества и сохранение значений показателей на протяжении всего жизненного цикла (от разработки до утилизации) продукции.

Система управления качеством включает в себя технические, организационные, экономические и социальные мероприятия с целью устранения причин, снижающих качество продукции. Структура системы управления качеством изображена на рис.

Рис. Система управления качеством продукции

Содержание деятельности по обеспечению качества заключается в следующем:

а) обеспечение качества понимается не как техническая функция, реализуемая одним, пусть даже специализированным, подразделение, а как систематический процесс, в котором участвуют все структуры предприятия;

б) управление качеством не ограничивается рамками производственного цикла, а включает разработку продукции, маркетинг и послепродажное обслуживание;

в) качество ориентировано на удовлетворение требований потребителя, а не изготовителя в соответствии с цепочкой качества (см. рис.).

Рис. Цепочка качества

г) повышение качества продукции и услуг требует применения новейших технологий, включая и средства контроля.

Обобщая сказанное можно охарактеризовать общие принципы управления качеством на предприятиях в следующем виде.

Принцип применимости означает, что менеджер разрабатывает своего рода руководство по обеспечению качества для всех работающих на фирме сотрудников.

Принцип системности предусматривает, что проблемы качества и их решение охватывают всю систему управления, учитывая ее внешние и внутренние связи, взаимозависимости и открытость собственной структуры и системы отрасли в целом.

Принцип многофункциональности выражается в том, что качество охватывает все виды деятельности: материальные (ресурсы, услуги), функциональные (учет потребностей рынка) и организационные (планирование и контроль качества).

Принцип заинтересованности предопределяет добровольное и непосредственное участие работников предприятия в обсуждении проблем качества и разработки идей по поддержанию или улучшению качества.

Управление качеством продукции осуществляется с помощью замкнутой системы управления, в которой управляющие воздействия вырабатываются с учетом отклонений значений показателей качества от заданных. Для выполнения этих функций создаются автоматизированные системы управления качеством продукции, основными подсистемами которой являются технические средства контроля, технические средства обработки, хранения и воспроизведения контрольной информации (обычно это ПЭВМ или их сети), математическое обеспечение и банки данных.

Сведения о результатах контроля поступают в качестве исходных данных в систему управления качеством с различных участков производственного процесса, испытаний и потребления продукции. В результате анализа полученных сведений вырабатываются управляющие воздействия на процессы планирования производства и потребления продукции. Схема информационных потоков при управлении качеством продукции приведена на рис.

Рис. Схема информационных потоков