Статистические методы обеспечения качества

Для выявления причин возникновения дефектных изделий в производстве можно и нужно пользоваться знаниями естественных законов. Однако, необходимым условием превращения какого-либо явления в закон служит воспроизводимость результатов. Это означает, что если один и тот же процесс осуществляется в тех же условиях, то и результаты должны быть одинаковы. В жизни реализация такого явления практически невозможна. Нельзя воспроизвести еще раз такой же самый эксперимент, как бы тщательно ни были подготовлены условия и насколько бы точно ни измерялись результаты, потому что существуют ошибки, путь даже и минимальные. Выходом из такого, казалось бы, тупикового положения является использование статистических методов, с помощью которых можно осуществить попытку воспроизведения одинаковых условий. Если же достичь однородности не удастся в некоторых условиях, то эксперименты проводятся на многих выборках. Затем полученные результаты оцениваются с единой точки зрения и выявляются общие тенденции. Важно рассматривать явления со статистических позиций, что предполагает следующие действия:

1. Больше доверяйте конкретным фактам, а не абстрактным идеям.

2. Выражайте факты в количественной форме, непосредственно связанной с применением конкретных процедур измерения, а не с помощью слов и эмоций.

3. Осознавайте, что наблюдения всегда ведутся над частью целого, а их результаты содержат ошибки и отклонения.

4. Применяйте устойчивую тенденцию, выявленную в результате многочисленных наблюдений, в качестве надежной информации.

Если объекты исследования представляют собой процессы производства и реализации продукции, то наиболее целесообразно применение статистического контроля качества. С их помощью делается попытка создания новых материальных ценностей. Под ними понимается производство такой продукции или услуг, которые соответствуют требованиям потребителя, наиболее экономичным путем.

Методы статистики, таким образом, именно то средство, которое необходимо изучить, чтобы внедрить в управление качеством.

Появление дефектных изделий связано с изменением условий производства продукции, а причинами их возникновения являются изменения характеристик материалов и полуфабрикатов, состояния оборудования, приемов работы и методов измерений или контроля. Так, в процессе контроля могут возникнуть изменения в качестве, поскольку всегда существуют неточности средств измерений и несовершенство метода измерения. Рассматривая проблему подобным образом, видно, что в процессе изготовления изделия существует множество факторов, оказывающих влияние на его показатели качества. Причины изменений качества бесчисленны и их воздействие различно. Эти причины можно разделить на две группы. К первой относится небольшое число причин, которые оказывают существенное воздействие. В практике контроля качества их называют — “немногочисленные существенно важные”. Вторую группу составляют “многочисленные несущественные”. Обычно факторов, вызывающих дефекты, не так уж и много. Этот принцип, именуемый принципом Парето, применим во многих случаях. Используя принцип изменчивости в совокупности с принципом Парето, можно значительно проще решить проблему сокращения числа дефектных изделий и тем самым повышать качество. Процедура поиска причин появления дефектных изделий называется диагностикой процесса. Для ее решения существует множество методов (эксперимент, расчет, статистический анализ, априорная информация, экспертный анализ и т.д.). Среди них с точки зрения эффективности следует выделить статистические методы, опыт применения которых в мировой практике подтверждает, что это действенный путь разработки новой технологии и контроля производственных процессов /12, 13, 14, 15/.

Проблемы качества оборачиваются потерями (дефектные изделия и затраты, связанные с производством). Для выяснения ситуации распределения потерь нужно выявить существенные факторы появления дефектов, выяснить их причины. Такого рода проблемы успешно решаются с помощью, так называемой, диаграммы Парето. Различают два вида таких диаграмм.

1. Диаграмма Парето по результатам деятельности. Она предназначена для выявления главной проблемы и отражает следующие нежелательные результаты деятельности: качество, дефекты, поломки, ошибки, отказы, возврат продукции;
себестоимость: объем потерь, затраты;
составление счетов, срыв сроков поставок;
безопасность: несчастные случаи, аварии, трагические ошибки.

2. Диаграмма Парето по причинам. Отражает причины проблем, возникающих в ходе производства и используется для выявления главный из них;
рабочий: смена, бригада, возраст, опыт работы, квалификация, индивидуальные характеристики;
оборудование: станки, агрегаты, инструменты;
сырье: изготовление, вид сырья, партия;
метод работы: условия производства, прием работы, последовательность операций.

Диаграмму причин и результатов иначе называют диаграммой “рыбий скелет”, поскольку внешне она напоминает скелет рыбы, который состоит из хребта, больших, средних и мелких костей. На диаграмме все эти элементы должны быть отранжированы в качестве влияющих факторов, различных о значимости. Структура диаграммы причин и результатов изображена на рис.9 применительно к анализу причин результатов для оценки показателей качества изготовления изделия в производстве.

Рис. Диаграмма причин и результатов

Алгоритм построения диаграммы причин и результатов применительно к проблемам качества продукции состоит из следующих этапов:

этап 1. Определение показателя качества

этап 2. Выбор одного показателя качества. Изобразить его в середине правого края чистого листа бумаги. Слева направо провести прямую линию (“хребет”). Затем написать основные причины, влияющие на показатель качества, и соединить их стрелками с хребтом.

этап 3. Написать вторичные причины и расположить их в виде “средних костей”, примыкающих к большим. Эта же процедура относится и к “мелким костям”, примыкающих к средним.

этап 5. Записать всю необходимую информацию.

После построения диаграмм причин и результатов, их анализа и исследования следует построить диаграмму Парето по причинам дефектов, чтобы выяснить, какие из факторов оказывают наибольшее воздействие на отклонения показателей качества. Пример, иллюстрирующий диаграмму Парето, изображен на рис. 10.

А Б В Г Д прочие

Рис. Диаграмма Парето по причинам дефектов

Гистограммы

В контроле качества на основе собранных данных выявляются факты, с помощью которых предпринимаются необходимые меры.

В статистике всю генеральную совокупность рассматриваемых объектов еще называют популяцией. Один или несколько элементов, взятых из генеральной совокупности для получения информации о ней, называют выборкой. Данные, полученные из выборки, служат основой для суждений о генеральной совокупности. Чем больше объем выборки, тем больше информации об этой совокупности мы получим. Но рост объема выборки одновременно означает и рост количества данных, что затрудняет понимание совокупности. В таком случае нужен метод, благодаря которому можно оценить генеральную совокупность с первого взгляда. Этим требованиям отвечает гистограмма. Организуя множество данных в гистограмму, можно получить объективное представление о совокупности. Взаимодействие между этими понятиями представлено на рис.

	Генеральная совокупность	Выборка	Данные
Воздействие на процесс (управление процессом, анализ процесса)		Действие
Воздействие на партию (оценивание качества продукции)		Действие

Рис. Генеральная совокупность, выборка, данные

Мерами, представляющими генеральную совокупность и выборку, являются средние значения и стандартные отклонения. Значение измеряемой характеристики, взятой из генеральной совокупности, будет варьироваться и его нельзя предсказать заранее. Такую переменную называют случайной величиной. Характеристики качества продукции имеют как раз такую природу. Типичной мерой для представления центра данных служит арифметическое среднее или математическое ожидание:

Дисперсия и стандартное отклонение принадлежат к мерам, используемым для выражения степени концентрации данных относительно центра, и вычисляются по следующим зависимостям соответственно:

; .

Величины D и S — значения, получаемые из имеющихся данных называются выборочной дисперсией и выборочным стандартным отклонением.

Диаграммы рассеивания

На практике очень важно изучить зависимости между парами соответствующих переменных к их числу можно отнести: характеристики качества и влияющему на нее фактору, двум различным характеристикам качества или двум факторам, влияющим на одну характеристику качества продукции.

При построении диаграммы рассеивания формируется представление о взаимном влиянии факторов на характеристики качества. Мерой такого влияния (а точнее взаимовлияния) является коэффициент корреляции, который характеризует “тесноту связи”. Корреляция количественно может занимать интервал от –1 до +1, включая нуль. В зависимости от этого она соответственно и называется отрицательная, положительная или ее отсутствие.

Метод суждения о существовании корреляции с помощью построения диаграммы рассеивания и вычисления так называемого коэффициента корреляции называется корреляционным анализом.

Управление качеством — это процедура решения многих проблем бизнеса. Она представляет собой замкнутый цикл. Решение ее состоит в улучшении результата до приемлемого уровня. Причины возникновения проблемы исследуются с точки зрения данных, тщательно анализируется взаимосвязь между результатами деятельности и причинами, их породившими. Чтобы предотвратить повторное появление причин, приводящих к нежелательным результатам, разрабатываются и осуществляются меры по решению проблемы. Вот почему специалисты трактуют эту процедуру замкнутым циклом управления качеством.

Решение проблемы осуществляется в процессе выполнения следующих семи этапов:

1. Поиск проблемы и выявление наиболее важной.

2. Наблюдения: вникающие в суть проблемы

3. Анализ: отыскание главных причин.

4. Проведение мероприятий: осуществление действий по устранению причин

5. Проверка: подтверждение эффективности действий

6. Стандартизация: постоянное устранение причин

7. Окончание работы: оценка действий и планирование

При поиске проблемы нужно обязательно устанавливать приоритеты, определяемые с позиций важности проблемы, материальных и временных ограничений на их решение. Не менее существенным представляется и выбор цели исследований. Нужно учитывать, что абсурдные и идеальные цели невыполнимы. Так, например, если в качестве целевого показателя выбрать долю дефектов, равную 0, то в большинстве случаев это лишь идеальная цель, достичь которую практически невозможно. Нужно устанавливать рациональные целевые показатели исходя из соображений экономической эффективности и реальных технических возможностей предприятия.

Наблюдения.

Нужны для того, чтобы исследовать проблему с разных точек зрения, если рассматривать проблему с различных точек зрения, то в результате можно обнаружить ее различные проявления. А значит — и специфические черты, служащие ключом к ее решению.

В процессе анализа необходимо выдвинуть (предположить) и проверить гипотезы в качестве главных причин. С точки зрения цикла управления качеством настоящий этап необходим, поскольку причины нужно устанавливать на научной основе. Необходимо также помнить, что выдвижение гипотез и их оценка, разные понятия. Оценка гипотез требует новых данных, отличных от тех, которые использовались при их выдвижении. Нужен логичный план для сбора данных по оценке гипотез, и это следует делать с помощью статистических методов. Если для выдвижения гипотез достаточно воспользоваться диаграммой причин и результатов, то проверка гипотез — исследование того, существует ли в действительности связь между причинами и результатами, и если она существует — то насколько она сильна, т.е. нужно оценить какие последствия вызывает возможная причина. Для ее выявления можно воспользоваться корреляционным анализом, дисперсионным анализом и диаграммами Парето причин и результатов.

При проведении мероприятий важно различать меры с целью устранения нежелательного явления и мероприятия, направленные на ликвидацию факторов, служащих причинами.

На этапе проверки предстоит убедиться, что проблема вновь не возникнет, т.е. нужно реализовать все меры в соответствии с принятым решением. Этап стандартизации служит для устранения причин появления проблемы. Мероприятия по исправлению дефектов должны быть стандартизированы для предотвращения повторного появления проблемы. Причем, под стандартизацией в данном случае понимается не только принятие соответствующей нормативной документации, но и превращение их требований в навыки работы персонала.

По окончании работы нужно оценить процедуру решения проблем и составить план дальнейших действий. Это означает, что проблема практически никогда не решается до конца и идеальной ситуации не бывает. Однако, даже если цель не достигнута, надо перечислить вопросы, которые решены, и вопросы, которые еще придется решать в перспективе. Это приведет к повышению качества последующих действий по усовершенствованию работы.

Управление качеством на предприятии предполагает выполнение следующих специфических функций: планирования, осуществления, контроля и управляющего воздействия.

Функция планирование, предполагает проектирование, заключающееся в использовании руководством предприятия стратегии и тактики при анализе результатов изучения рынка, коэффициента эффективности капитальных затрат, технического уровня предприятия, эффективности контроля, предполагаемой себестоимости, ожидаемой реализации.

Функция осуществления–это воплощение запроектированного качества конструкции в готовую продукцию. Она предусматривает проектирование технологических процессов, определение вида используемого оборудования, машин и инструментов, а также – методов работы и контроля. Этой функцией предусматривается обучение и повышение квалификации исполнителей работ.

Функция контроля осуществляется на всех этапах жизненного цикла изделий, особенно при послепродажном обслуживании.

Функция управляющего воздействия заключается в обеспечении мер по реализации продукции и соблюдении рациональных способов продажи товаров, проведение мероприятий по техническому обслуживанию (сервису). Кроме того, сюда входит сбор информации о качестве реализованного товара, выявление возможности улучшения качества, изучение мнения потребителя для внесения изменений в процессе производства.

Для четкой реализации перечисленными функциями необходимо, чтобы все службы и подразделения предприятия, владея технологией управления и контроля, а также – статистическими методами, с ответственностью выполняли возложенные на них обязанности и обеспечивали выпуск высококачественной продукции.