Статистичні методи контролю якості

Сутність статичних методів контролю якості

Жодне керування якістю як продукту, так і процесу неможливе без використання вже існуючих статистичних методів. Це залишається справедливим і при загальному керуванні якістю. Тому в стандартах ІSО 9001 ІSО 9003, де розглядаються системи якості, записано: «У разі потреби постачальник має розробляти процедури, що забезпечують вибір статистичних методів, необхідних для перевірки можливості технологічного процесу і прийнятності характеристик продукції». Для рішення проблем, що стосуються якості продукції, широко застосовуються 8 традиційних методів, а саме:

• — схема процесу;
• — гістограми;
• — часові ряди;
• — діаграми Парето;
• — причинно-наслідкові діаграми;
• — контрольні листки;
• — контрольні карти;
• — діаграми розсіювання.

Саме ці методи стандартизовані і рекомендуються для використання в роботі щодо підвищення якості (міжнародний стандарт ІSО 9004 4: 1993). Суть зазначених методів полягає в наступному. Схема процесу (схема послідовності операцій, маршрутна карта) застосовується, коли потрібно простежити фактичні або припустимі стадії процесу, що проходять виріб чи послуга, аби можна було визначити відхилення. Вона являє собою графічне зображення послідовних стадій процесу, дає наочне і зрозуміле уявлення про програму і може бути корисною для розуміння того, як різні стадії процесу співвідносяться одна з одною. При вивченні схем процесів можна знайти приховані пастки, що є потенційними джерелами перешкод і труднощів. Порядок роботи зі схемою процесу (маршрутною картою) для виявлення схованих пасток: 1) будується послідовна схема стадій процесу виробництва, що дійсно відбувається; 2) будується послідовна схема стадій процесу виробництва, що має проходити для забезпечення якісної роботи; 3) порівнюються дві схеми для виявлення, чим вони відрізняються, і в такий спосіб знаходження ту або ті ділянки, в яких і можуть виникати проблеми.

Контрольний листок (таблиця перевірок) дозволяє відповісти на запитання: «Як часто трапляється визначена подія?». Саме контрольний листок дозволяє перейти від припущень до фактів. Як же фіксується подія в контрольному листку? Необхідно зробити такі кроки: 1) встановлюється якомога точніше та подія, за якою вестиметься спостереження; 2) визначається період, протягом якого буде вестися спостереження і збір даних про подію (тривалість періоду спостереження може коливатися від декількох годин до декількох тижнів); 3) будується форма (таблиця), що має бути простою при заповненні і зрозумілою при її вивченні. У цій формі повинні бути чітко виділені графи і стовпчики, і має бути досить місця для внесення даних; 4) спостерігати за подією та фіксувати дані необхідно постійно і бажано через однакові проміжки часу. Зібрані дані повинні бути однорідними. Що це означає? Це означає, що той самий розмір має вимірятися тим самим міряльним інструментом. Якщо виміряється вага, то на вагах, що мають одну й ту ж точність.

Таблиця 2.1. Зразок заповнення контрольного листка.

В табл. 2.1 наводиться зразок заповнення контрольного листка. Цей контрольний листок відобразив результати контролю деталі, що виготовляється, протягом 9, 10, 11 і 12 березня.

Вимірювали відхилення розмірів, заданого контуру (кривизни), глибини отворів, маси деталі, шорсткість поверхні. Одночасно вимірювалися відхилення технологічних вимог до величини подачі різального інструменту і швидкості обертання шпинделя верстату. Кожне таке відхилення незалежно від його величини позначалося паличкою (I). Так, 10 березня при масовому виготовленні цієї деталі було відзначено такі відхилення:

• — на п’ятьох деталях відзначено відхилення розмірів (п'ять паличок);
• — на трьох деталях відмічено відхилення від заданої кривизни (три палички);
• — на одній деталі глибина отвору не відповідала кресленню (одна паличка);
• — на п’ятьох деталях відзначено відхилення у вазі (п'ять паличок);
• — при виготовленні п’яти деталей зафіксовано відхилення величини подачі різального інструмента (п'ять паличок);
• — у цей день не позначено жодного відхилення від зазначеної кількості оборотів шпинделя (жодної палички);
• — на трьох деталях зафіксовано відхилення якості поверхні деталі (шорсткість) і тому в контрольний листок внесено три палички.
• — Всього 10 березня позначено відхилення різних параметрів при виготовленні 22 деталей.

Часовий ряд (лінійний графік) застосовується, коли потрібно найпростішим способом представити хід зміни величини, що спостерігається, за період, що спостерігається.

Часовий ряд призначений для наочного представлення даних. Точки на графіку наносяться в тому порядку, у якому вони зібрані. Оскільки вони позначають зміну величини, що спостерігається, у часі, то дуже важлива послідовність їхнього нанесення на графік. Одне з найефективніших застосувань часового ряду полягає у виявленні істотних тенденцій чи змін середньої величини.

Діаграма Парето застосовується, коли потрібно представити відносну важливість усіх проблем або умов з метою вибору відправної точки для вирішення проблем, простежити за їх результатом і визначити основну причину проблеми. Діаграма Парето являє собою особливу форму вертикального стовпчикового графіка, що допомагає визначити наявність проблем, а також ступінь важливості кожної з них. Це вже дозволяє визначитися з порядком їхнього рішення. Діаграми Парето, побудовані на основі даних, що містяться в контрольних листках або на інших формах обліку спостережень, допомагають привернути увагу і зусилля до дійсно важливих проблем. Що важливіша проблема, то більший стовпчик, який зображує цю проблему. Можна досягти більшого ефекту, займаючись проблемою, зображеною найвищим стовпчиком, і не приділяючи увагу меншим стовпчикам. Порядок побудови діаграми Парето.

• 1. Вибираються проблеми, які необхідно порівняти, і розташовуються в порядку їхньої важливості. Ступінь важливості тієї чи іншої проблеми визначається звітними документами (даними спостережень).
• 2. Визначається критерій для порівняння одиниць виміру (у натуральних чи вартісних характеристиках).
• 3. Визначається період часу для вивчення.
• 4. Групуються дані по категоріях і порівнюються критерії кожної групи.
• 5. Категорії перелічуються зліва направо у порядку зменшення значимості критерію (причини). До останнього стовпчика внесіть категорії, що мають найменше значення.

Причинно-наслідкова діаграма (діаграма «риб'ячий кістяк») застосовується тоді, коли потрібно дослідити і зобразити всі можливі причини визначених проблем та умов. Ця діаграма добре показує співвідношення між наслідком, результатом і всілякими причинами, що впливають на них. Наслідок, результат чи проблема позначаються на правій стороні діаграми, а головні дії або «причини» перелічуються на лівій стороні.

Порядок побудови причинно-наслідкової діаграми.

• 1. Процес побудови починається з опису обраної проблеми, а саме: у чому її особливості, де вона виникає, коли виявляється і як далеко поширюється.
• 2. Перелічуються причини, необхідні для побудови причинно-наслідкової діаграми одним з таких способів:
  • а) Проводиться мозкова атака, на якій обговорюється всі можливі причини. Вона робиться без будь-якої попередньої підготовки;
  • б) Простежуються всі стадії виробничого процесу і на контрольних листках вказуються можливі причини виникаючої проблеми.
• 3. Будується дійсна причинно-наслідкова діаграма.
• 4. Дається тлумачення всіх взаємозв'язків, що зображені прямими лініями. Для того, аби відшукати основні причини проблеми, виявляються причини, які часто повторюються.

Гістограма застосовується в тих випадках, коли необхідно дослідити та представити розподіл значень вимірюваної величини за допомогою стовпчикового графіка. Діаграма Парето представляє у вигляді стовпчикового графіка частоту прояву кожної з подій. Тому діаграма Парето має справу тільки з характеристиками продукції чи послуги: типами дефектів, проблемами, загрозою безпеці тощо. Гістограма, навпаки, має справу з вимірюваними даними (температура, вага, геометричні розміри тощо) та їх розподілом. При побудові діаграми зовсім не важливо, у якому порядку було проведено виміри, хоча багато повторюваних подій дають результати, що змінюються в часі.

Гістограми можуть мати одну вершину. Однак не всі вони симетричні, тобто форма такого розподілу не завжди нагадує дзвін. Кількість стовпчиків на графіку гістограми в першу чергу визначається числом зроблених спостережень. Якщо при дуже великій кількості спостережень на гістограмі з’являється не одна вершина, а дві, то це означає, що дані зібрано з двох чи навіть більше джерел.

Діаграма розсіювання (розкиду) застосовується, коли потрібно з’ясувати наявність лінійного зв’язку між двома контрольованими параметрами. Тобто з’ясувати, як буде змінюватися одна змінна величина при зміні значень іншої. Діаграма розсіювання в той же час не показує, яка перемінна є причиною, а яка наслідком. Тобто діаграма розсіювання відображає не тільки наявність лінійного зв’язку, але й тісноту цього зв’язку. Діаграма розсіювання будується у такому порядку: по горизонтальній осі відкладаються виміри величин одної перемінної, а по вертикальній осі іншої перемінної. На самому полі діаграми відзначається точка, координати якої відповідають значенням першої і другої перемінної.

Діаграми розсіювання являють собою деяку сукупність точок на графіку. Якщо сукупність точок групується біля прямої під кутом 45 градусів, то це означає наявність позитивного зв’язку між цими перемінними. Тобто, збільшення значень одної перемінної супроводжується ростом значень іншої перемінної. Якщо сукупність точок групується біля прямої під кутом 135 градусів, то це означає наявність негативного зв’язку між цими перемінними. Тобто, збільшення значення одної перемінної призводить до зменшення значень іншої перемінної. Якщо ж точки на цій діаграмі розташовані хаотично, то це означає відсутність лінійного зв’язку між аналізованими перемінними.

Контрольна карта застосовується в тих випадках, коли необхідно встановити, скільки коливань у процесі викликається випадковими змінами і скільки через надзвичайні обставини або окремі дії, щоб визначити, чи піддається процес статистичному регулюванню. Контрольна карта являє собою зображення тимчасового ряду зі статистично визначеними верхньою і нижньою межами. Ці межі наносяться по обидві сторони від середньої лінії процесу. Вони називаються «верхня контрольна межа» і «нижня контрольна межа».

Оскільки відразу робиться припущення, що дана вибірка значень (використовуються дані часового ряду) добре апроксимується нормальним розподілом, то досить просто визначаються чисельні значення цих контрольних меж. Для цього по дуже простих формулах визначаються параметри цього розподілу математичне сподівання і середньоквадратичне відхилення. Для оцінки якісних ознак можливі чотири види контрольних карт: 1) V карта (кількість дефектів на одиницю продукції); 2) С карта (кількість дефектів у вибірці); 3) Р карта (частка дефектних виробів у вибірці); 4) (пр) карта (кількість дефектних виробів у вибірці). При цьому в першому і третьому випадках обсяг вибірки є перемінним, а в другому і четвертому постійним.

Цілями застосування контрольних карт можуть бути:

• — виявлення некерованого процесу;
• — контроль за керованим процесом;
• — оцінювання можливостей процесу.

Зазвичай підлягає вивченню така змінна величина (параметр процесу) або характеристика:

• — відома важлива чи найважливіша;
• — імовірно ненадійна;
• — з якої можна отримати інформацію про можливості процесу;
• — експлуатаційна, що має значення при маркетингу.

При цьому не слід контролювати всі величини одночасно. Це пов’язано з тим, що вартість контрольних операцій дуже висока.