Статистический анализ данных в промышленности

Система качества создается и внедряется как средство, обеспечивающее проведение определенной политики и достижение поставленной цели. Политика предприятия в области качества формируется высшим руководством предприятия.

Система качества

Система качества включает в себя обеспечение качества; управление качеством; улучшение качества. Она создается руководством предприятия как средство реализации политики в области качества.

В системе качества функционируют заказчик (потребитель) и поставщик (изготовитель).

Состав системы качества

Система качества, обеспечивающая политику предприятия и достижение цели в области качества, включает:

Маркетинг, поиск и изучение рынка.
Проектирование и /или разработка технических требований, разработка продукции.
Материально-техническое снабжение.
Подготовка и разработка технических процессов.
Производство.
Контроль, проведение испытаний и обследований.
Упаковка и хранение.
Реализация и распределение.
Монтаж и эксплуатация.
Техническая помощь в обслуживании.
Утилизация после использования.

Формирование политики в области качества

Первичным является формирование и документальное оформление руководством фирмы (предприятия) политики в области качества.

При формировании политики могут быть следующие направления:

улучшение экономического положения предприятия за счет улучшения качества;
расширение или завоевание новых рынков сбыта;
достижение технического уровня продукции, превышающего уровень ведущих предприятий и фирм;
снижение дефектности и др.

Политика в области качества должна быть изложена в специальном документе, оформлена в виде программы.

Общая система управления качеством может иметь подсистемы по отдельным видам продукции или деятельности фирмы.

Деятельность по гарантии качества включает:

планирование и проектирование;
проектирование технологических процессов и подготовка производства;
изготовление;
проверка качества;
предотвращение ухудшения качества;
реклама;
сбыт;
послепродажное обслуживание;
получение информации от потребителя;
проверка системы гарантии качества.

Пример: внедрение системы качества на агрегатном заводе

Агрегатный завод провел работу по внедрению системы управления качеством продукции в связи с возрастающей конкуренцией на рынке сбыта. Работа проходила по следующей схеме.

В конце мая Генеральным директором подписано “Руководство по качеству агрегатного завода”. В документе содержатся основные положения по управлению, обеспечению и улучшению качества продукции завода, касающиеся всех производственных подразделений, служб маркетинга, проектирования и сбыта.

Создана служба качества, координирующая все подразделения предприятия в области качества. Служба качества разрабатывает методические рекомендации по качеству. Функционально и административно эта служба подчиняется только Генеральному директору.

Служба качества построена в соответствии со стандартами ISO 9001.

Функциональная подчиненность служб завода службе качества показана ниже (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Схема бизнес-процесса

Таким образом, в функциональном подчинении службы качества находятся: служба маркетинга, дирекция по развитию, дирекция по производству, дирекция по экономике и финансам, дирекция по персоналу, отдел сбыта.

Руководство предприятия не только контролирует соответствие качества международным стандартам, но стремится к постоянному совершенствованию качества. Специализированные службы изучают потребности потребителей и их требования к качеству продукции. Несоответствие качества продукции определенным стандартам выявляется непосредственно в процессе производства. Для этого контроль качества осуществляется по всей технологической цепочке:

входной контроль материалов и комплектующих изделий обеспечивается соответствующими лабораториями;
в производствах завода совмещаются методы активного контроля, встроенные в технологическое оборудование, а также выборочный или полный контроль по операциям и окончательный контроль готовых изделий;
лаборатории оснащены специальными стендами для периодических испытаний изделий.

При этом руководили предприятия отдают приоритет предупреждению отклонений качества от стандартов, а не выявлению и устранению. Весь персонал вовлекается в работу по качеству. Для этого разработаны меры по повышению мотивации работников, включающие гибкую систему поощрений и взысканий, повышение квалификации. Подготовка кадров дифференцирована по категориям работников: руководящий персонал, технический персонал работники службы качества, производственные рабочие. Установлены жесткие требования к руководящему персоналу, предполагающие дисциплинарные и материальные меры за упущения в работе по качеству, за нежелание или неумение выполнять свои обязанности.

Руководство по качеству четко описывает функции каждого из подразделений завода и обязанности руководителей подразделений, предусматривает конкретную ответственность за невыполнение инструкций. Отработана система проверки качества при продаже продукции и покупке материалов и комплектующих изделий. Для этого составляется договор. При продаже изделий предприятия службой качества, юридическим бюро, финансово-экономическим отделом тщательно анализируются потребности предприятия и пожелания клиента.

Структурирование функции качества

Каждое изделие должно отражать основные, функциональные и стимулирующие характеристики качества. При этом речь идет о том качестве, которое определяется потребителем. Нужно исходить из того, что покупатель вряд ли будет говорить о многих показателях качества. Его интересует не больше двух-трех. Поэтому возникает проблема инженерного воплощения качества в изделие.

Для решения этой проблемы применяется метод Структурирования Функции Качества (СФК). СФК разработан в Японии в конце 60-х годов. Одной из первых его применила Mitsubishi на строительной верфи в Кобэ. В последствии этот метод получил широкое распространение в корпорации Форд.

Структурирование функции качества корпорация Форд определяет следующим образом: “Средство планирования для перевода характеристик качества, которые требует покупатель (т.е. его желания, потребности, ожидания), в подходящие черты изделия”.

Структура процесса СФК

Модель СФК разработана доктором Ф. Яукухара. Процесс СФК состоит из четырех фаз:

Планирование разработки изделия
Структурирование проекта
Планирование технологического процесса
Планирование производства

Фаза 1. Планирование разработки изделия

Требования покупателя устанавливаются, осмысливаются и переводятся на язык инженерного проектирования в термины, которые называются Косвенными Показателями Качества. Наиболее важные их них используются для следующей фазы.

Фаза 2. Структурирование проекта

Рассматриваются различные концепции разработки изделия, которое удовлетворяло бы требованиям структурирования, и отбираются лучшая из них. Затем проект детализируется, при этом особое внимание уделяется существенным характеристикам изделия, которые вычислены по требованиям покупателей, структурированным в фазе 1. Детали разработки изделия затем структурируются в фазе 3.

Фаза 3. Планирование технологического процесса

Рассматривается технологический процесс разработки изделия. После отбора наиболее подходящих концепций процесса, способного производить изделия с учетом тех характеристик, которые уже структурированы, процесс детализируется в терминах существенных операций и параметров. Эти характеристики затем структурируются в следующей фазе.

Фаза 4. Планирование производства

На этой заключительной фазе рассматриваются методы управления процессом. Эти методы должны обеспечить производство изделий в соответствии с их важнейшими характеристиками, определенными в фазе 2 и, следовательно, удовлетворяющими требованиям покупателя.

Следовательно, в течение всего 4-фазового процесса СФК для проекта изделия, разработки процесса и его инженерного обеспечения создается изделие, удовлетворяющее требованиям покупателя. СФК требует знаний и опыта из различных областей и может осуществляться коллективом специалистов разных специальностей.

Текущее управление качеством

Текущее управление качеством связано с контролем технологических процессов. Определяются контрольные параметры технологического процесса. Выход за пределы допустимого диапазона контрольных параметров может привести к выпуску бракованной продукции. Отклонения параметров происходят под воздействием случайных факторов. Для контроля качества технологических процессов применяются статистические методы. Наиболее распространены диаграмма Парето и схема Исикавы.

Диаграмма Парето

В основе описываемой ниже диаграммы лежит эмпирический принцип Парето: за большее количество брака отвечает малое число причин. В цифрах этот принцип выглядит следующим образом: 20 % причин влекут 80 % следствий.

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.

Диаграмма Парето по результатам позволяет установить степень важности каждого фактора, выделить наиболее существенный фактор (самый высокий столбец диаграммы).

В свою очередь, диаграмма Парето по причинам позволяет установить главную причину (высоты столбцов указывают степень влияния). Наметить пути устранения главной причины (и тех факторов, которые возможно исправить сразу).

Рекомендуется строить много диаграмм Парето, используя различные способы классификации, как результатов, так и причин приводящим 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:

Выбор вида диаграммы (по результатам деятельности или по причинам (факторам).
Классификация результатов (причин). Разумеется, что любая классификация имеет элемент условности, однако, большинство наблюдаемых единиц какой-либо совокупности не должны попадать в строку “прочие”.
Определение метода и периода сбора данных.

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.

Построение столбиковой диаграммы

Рисунок 2. Диаграмма Парето

Значительный интерес представляет построение диаграмм Парето в сочетании с диаграммой причин и следствий.

Схема Исикавы – “рыбий скелет”

Отражает логическую структуру отношений между элементами, этапами, работами, составляющими изучаемый технологический процесс. Схема строится по принципу четырех компонентов, влияющих на качество продукции: материал, машины, сырье, люди. При ее построении факторы располагаются по значимости (ближе к цели строится более значимый фактор). При этом каждый фактор проходит свой цикл предварительной обработки и может быть разбит на более мелкие, на более детализированные схемы. (см. схему).

Операции, составляющие обработку, показаны стрелками. Каждая стрелка сопряжена с оценками тех или иных показателей. Например, если изделие нагревается, возникает необходимость в контроле температурного режима. Рыбий скелет является инструментом логического решения задачи. Схема может применяться при анализе качества изделий в целом, а также отдельных этапов его изготовления.

Данные схемы 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.

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.

Рисунок 3. Диаграмма причин и следствий

Одним из важнейших инструментов текущего контроля качества являются карты контроля качества, о которых речь пойдет в следующей главе.

SPC Общий подход

Ключевым моментом в системе качества в настоящее время становится статистический контроль процессов или SPC (Statistical Process Control)

Общий подход к текущему контролю качества прост. В процессе производства проводится отбор выборок изделий заданного объема. После этого на специально разлинованной бумаге строятся диаграммы изменчивости выборочных значений плановых спецификаций в этих выборках, и рассматривается степень их близости к плановым значениям.

Если диаграммы обнаруживают наличие тренда выборочных значений или выборочные значения оказываются вне заданных пределов, то считается, что процесс вышел из-под контроля, и предпринимаются необходимые действия для того, чтобы найти причину его разладки. Часто такие специально разлинованные листы называют контрольными картами Шухарта, в честь W. A. Shewhart.