Диаграммы «причины-результат»

Результат процесса зависят от многочисленных факторов, между которыми существуют отношения типа «причина-результат». Можно определить структуру или характер этих многофакторных отношений путем систематических наблюдения. Диаграмма причин и результатов позволяет выразить указанные отношения в простой и доступной форме. Предложены диаграммы в начале 50-годов профессором Токийского универ-система Каору Исикавой и в настоящее время широко используется во всем мире.

Диаграмма «причины-результат» по форме напоминает рыбу и поэтому называется схемой «рыбий скелет», рисунок 7.3. Рассмот­рим диаграмму на примере анализа затрат на контроль качества (ис­пользованы результаты опроса работников).

Очевидно, что контроль качества производимой продукции (предоставляемых услуг) направлен на удовлетворение запросов потребителей и требует значительных затрат, которые стремятся умень­шить. Поэтому важно определить причины, вызывающие рост затрат на контроль качества, рисунок 7.4. На рисунке показаны только крупные «кости»; если требуется глубокий анализ основных факторов, то на­носятся и очень тонкие «кости».

ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ ИСИКАВА

Шаг 1. Определение интересующей вас проблемы. Вы должны быть уверены, что имеется консенсус относительно формулировки проблемы. Проблему следует сформулировать на большом листе бумаги, на белой доске, или на чем-нибудь аналогичном. Напишите это справа, в центре листа, обведите рамкой и нарисуйте стремящуюся к ней стрелку. Эта формулировка проблемы констатирует результат.

Шаг 2. Генерация идей. Теперь необходимо собрать команду, которая должна генерировать идеи относительно того, что является причиной, приводящей к данному результату. Эти причины записываются как ветви, стремящиеся к главной причине.

Если существует трудность в определении главных ветвей, можно использовать самые общие заголовки - такие, как методы (технология), машины (оборудование), люди, материалы, окружающая среда, обучение - чтобы помочь команде начать работу. (Правило четырех, пяти и т.д. М).

Шаг 3. Сортировка причин. Рекомендуется проводить сессию мозгового штурма для сортировки всех возможных причин проблем по каждой из категорий главных причин. Соответствующие идеи выявляются и изображаются на схеме как подклассы. Важно постоянно определять и соотносить причины друг с другом. Допускается повторять подклассы в нескольких местах, если команда чувствует, что существует прямая и многосторонняя связь. Эти усилия обеспечат полноту диаграммы и большую осведомленность команды.

Шаг 4. Углубление анализа причин. Следующий уровень причин идентифицируется путем вопроса «Что могло бы вызывать проблемы в этих областях?» Таким образом, анализ углубляется до максимально возможного уровня.

Заметим далее, что использование диаграммы причин и резуль­татов особенно целесообразно в сочетании с диаграммой Парето.

Диаграммы Парето

Проблемы качества оборачиваются потерями (дефектные изделия и затраты, связанные с их производством). Поэтому чрезвычайно важно прояснить картину распределения потерь. Большинство из них обусловлено незначительным числом видов дефектов, вызванных неболь­шим количеством причин. Таким образом, выяснив причины появления немногочисленных существенно важных дефектов, можно устранить почти все потери, сосредоточив усилия на ликвидации именно этих причин и отложив пока рассмотрение причин, приводящих к остальным многочисленным несущественным дефектам. Такого рода проблема ус­пешно решается с помощью диаграммы Парето.

В 1897 г. итальянский экономист Б. Парето изобрел формулу, показывающую, что блага распределяются неравномерно. Эта же тео­рия была проиллюстрирована на диаграмме американским экономистом М.С. Лоренцем в 1907 г. Оба ученых показали, что в большинстве случаев наибольшая доля доходов или благ принадлежит небольшому числу людей.

Доктор Дж.М. Джуран применил формулу и диаграмму М. Лоренца в сфере контроля качества для классификации проблем качества на немногочисленные существенно важные и многочисленные несущественные и назвал этот метод анализом Парето. Он указал, что в большинстве случаев подавляющее число дефектов и связанных с ними потерь возникает из-за относительно небольшого числа причин.

Диаграммы Парето могут быть двух видов:

1. Диаграмма Парето по результатам деятельности.

Эта диаграмма предназначена для выявления главной проблемы и отражает следующие нежелательные результаты деятельности:

КАЧЕСТВО: дефекты, поломки, ошибки, отказы, реклама­ции, ремонты и т.п.;

СЕБЕСТОИМОСТЬ: объем потерь, затраты;

СРОКИ ПОСТАВОК: нехватка запасов, срыв сроков поставок;

БЕЗОПАСНОСТЬ: несчастные случаи, трагические ошибки, аварии.

2. Диаграмма Парето по причинам.

Эта диаграмма отражает причины проблем, возникающих в ходе производства, и используется для выявления главной из них:

РАБОЧИЙ: смена, бригада, возраст, опыт работы, квалификация, индивидуальные характеристики;

ОБОРУДОВАНИЕ: организация обслуживания, срои службы, завод-изготовитель и т.п.;

СЫРЬЕ: вид сырья, партия, завод-поставщик и т.д.;

МЕТОД РАБОТЫ: условия производства, приемы работы, последовательность операций.

Рассмотрим алгоритм построения диаграммы Парето.

Этап 1. Решите, какие проблемы надлежит исследовать и как собирать данные:

1. определите тип проблемы

(например; дефектные изделия, простои оборудования, потери в деньгах);

2. определите, какие данные надо собрать и как их классифициро­вать

(например: по видам дефектов, по месту их появления, по видам оборудования, по причинам простоев, по технологическим причинам);

примечание: суммируете остальные нечасто встречающиеся признаки под общим заголовком «прочие»;

3. установите метод и период сбора данных.

Этап 2. Разработайте контрольный листок для регистрации данных с перечнем видов собираемой информации.

Этап 3. Заполните листок регистрации данных и подсчитай­те итоги.

Этап 4. Заполните бланк таблицы, в котором должны быть следующие графы: итоги по каждому проверяемому признаку в отдельности; накопленная сумма числа дефектов, проценты к общему итогу; накопленные проценты (см. пример).

Примечание: заполняя таблицу, расположите данные по каждому проверяемому признаку в порядке значимости; группу «прочие» надо поместить в последнею строку вне зависимости от того, насколько большим полу­чилось число, т.к. его составляет совокупность признаков, числовой результат по каждому из ко­торых меньше, чем самое маленькое значение, полученное для признака, выделенного в отдельную строку.

Этап 5. Постройте диаграмму Парето (рисунок 7.5).

Пример. Проанализировать результаты первичного учета простоев оборудования (таблица 7.1), построив диаграмму Парето по причинам.

Таблица 7.1 – Данные первичного учета простоев оборудования

Данные простоя	Количество простоев оборудования	Обозначение
Отказ оборудования электропитания	19	А
Неверные действия обслуживающего персонала	6	Б
Отсутствие необходимого ассортимента и количества ЗИП	44	В

Продолжение таблицы 7.1.

Данные простоя	Количество простоев оборудования	Обозначение
Конструктивные и технологические недоработки	6	Г
Несоответствие влажностного и температурного режимов установленным нормам	3	Д
Физический износ оборудования (превышение допустимого срока службы)	106	Е
Использование оборудования в перенапряженном режиме	8	Ж
Прочие	10	З

Исходные данные, приведенные в таблице 7.1, свидетельствуют о том, что первые три этапа алгоритма построения диаграммы Парето уже выполнены, и решение поставленной задачи следует начинать с четвертого этапа (таблица 7.2), затем строится диаграмма Парето (рисунок 7.5).

Таблица 7.2 – Данные для построения диаграммы Парето

Причины простоя	Кол-во простоев	Накопленная сумма простоев	Накопленный процент
6. Физический износ оборудования	106	100	52,9
3. Отсутствие необходимого ассортимента и количества ЗИП	44	150	74,8
1. Отказ оборудования электропитания	19	169	83,7
7. Использование оборудования в перенапряженном режиме	8	177	87,7
2. Неверные действия обслуживающего персонала	6	183	90,6
4. Конструктивные и технологические недоработки	6	189	93,5
5. Несоответствие влажностного и температурного режимов установленным нормам	3	192	95,0
8. Прочие	10	202	100
Всего	202

В рассматриваемом примере наиболее существенной причиной, вызывающей простои, является физический износ оборудования, а значит для ее устранения необходимо обновление парка оборудова­ния, что, очевидно, требует значительных затрат. Однако анализ Парето показал, что простои происходят относительно часто и по другим при­чинам, к устранению которых возможно и необходимо приступить немедленно. Указанная возможность обусловлена тем, что в данном случае требуются незначительные затраты (или они не требуются вообще). Речь идет о предотвращении неверных действий обслуживающего персонала и пересмотре режимов работы оборудования. Устранение приведенных причин снизит простои оборудования на 7%, что нельзя не признать существенным для улучшения качества работы предприятия, снижения штрафных санкций и т.п.

Заметим далее, что при реальном исследовании простоев обору­дования целесообразно было бы продолжить анализ Парето, например, для выявления причин отсутствия необходимого количества и ассор­тимента ЗИП, т.к. данный фактор в значительной степени влияет на рассматриваемый результат.

Контрольные карты

Впервые контрольные карты были предложены в 1924 г. У. Шухартом, работавшим в Bell Telephone Laboratories (Бельгия) с намерением исключить необычную вариацию, отделяя вари­ации, которые обусловлены определенными причинами, от тех, что обусловлены случайными причинами.

Всякая контрольная карта состоит из центральной линии, пары контрольных пределов (по одному над и под центральной линией) и значений характеристики (показателя качества), нанесенных на кар­ту для представления состояния процесса. Если все эти значения оказываются внутри контрольных пределов, не проявляя каких бы то ни было тенденций, то процесс рассматривается как находящийся в конт­ролируемом состоянии. Если же, напротив, они попадут за контрольные пределы или примут какую-нибудь необычную форму, то процесс счи­тается вышедшим из-под контроля (рисунок 7.6).

Качество продукции (услуг) в процессе производства (обслу­живания) неизбежно подвержено вариации. Для такой вариации есть различные причины, которые можно разделить на два вида:

• случайная причина;

• определенная причина.

Вариация, обусловленная случайными причинами, неизбежна; она встречается в любом процессе, даже если технологическая опера­ция проводится с использованием стандартных сырья и методов.

В настоящее время исключение случайных причин нецелесообразно технически и экономически.

Вариация, обусловленная определенной причиной, означает, что существует факторы, допускающие изучение. Этих воздействий можно избежать и нельзя упускать такую возможность.

Когда точки попадают за контрольные пределы или проявляет определенную тенденцию, считается, что процесс вышел из-под контроля. Чтобы управлять процессом, надо рассмотреть определенные причины, хотя вариации, связанные со случайными причинами, допускаются.

Для построения контрольной карты необходимо оценить вариацию, обусловленную случайными причинами. Для этого данные делятся на подгруппы, внутри которых остаются неизменными партия сырья, обо­рудование, работник и другие общие факторы, так что вариации внутри подгрупп можно рассматривать примерно так же, как и вариации, обусловленные случайными причинами.

В зависимости от вида показателя и от цели существует два типа контрольных карт: один для непрерывных значении, а второй - для дискретных (таблица 7.3).

( ) – карта используется для управления процессами, показатели качества которых представляют собой непрерывные величи­ны (длина вес и т.п.) и несут наибольшее количество информации о процессе. Величина есть среднее значение для подгруппы, а R - выборочный размах для той же подгруппы. Обычно R-карту использует вместе с -картой для управления разбросом внутри подгрупп.

Если данные о процессе поступают через большие интервалы времени или если группирование данных не эффективно, они наносят­ся на график отдельными точками по мере поступления, и их тоже мож­но использовать для построения контрольной карты (X— карта). Поскольку подгруппы нет, размах ( R_S ) определяется по последова­тельно поступающим данным.

PN-карта и Р -карта применяются в тех случаях, когда показатель качества представлен числом дефектных изделий или их долей. Для выборок постоянного фиксированного объёма используется PN-карта числа дефектных изделий, тогда как P-карта долей дефектов необходима при выборках меняющегося объема.

Бывает, что анализ и управление процессом ведутся по дефектам в продукции, таким, как число царапин на листе металла, число дефектов пайки в телевизоре (в отрасли связи, например, число неверно принятых знаков в телеграмме) - С-карта и U-карта.

Таблица 7.3 – Типы контрольных карт

Значения характеристики (показателя качества)	Название контрольной карты
Непрерывные значения	- карта (среднее значение и размах) X – карта (измеряемое значение)
Дискретные значения	РN – карта (число дефектных изделий) Р – карта (доля дефектов) С – карта (число дефектов) U – карта (число дефектов на единицу)

Карты типа С применяются для числа дефектов в изделиях одинакового размера, а U-карты предназначены для изделий разного размера.

В таблице 7.4 приведены данные расчета контрольных линий для контрольных карт, а далее рассматривается пример использования контрольных карт для анализа качества работs предприятий связи.

В таблице 7.4 константы A₂, D₄ и D₃ – коэффициенты, определяемые объемом выборки (N). Они приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.4 – Формулы расчета пределов контрольных карт

Вид карты	Расчетные формулы
R

Продолжение таблицы 7.4.

X
PN
P
C
U

Таблица 7.5 – Коэффициенты для -карты

Объем выборки, N	-карта	R-карта
	A2	D3	D4
2	1,880	-	3,267
3	1,023	-	2,575
4	0,729	-	2,282
5	0,577	-	2,115
6	0,483	-	2,004
7	0,419	0,076	1,924
8	0,373	0,136	1,864

Продолжение таблицы 7.5.

9	0,337	0,184	1,816
10	0,308	0,223	1,777

Примечание: Символ «___» в столбце D₃ означает, что в данных случаях нижний контрольный предел не вычисляется.

Итак, рассмотрим пример.

Проанализировать качество работы предприятия РС и РВ по показателю «Продолжительность перерывов действия РВ передатчиков по причинам, зависящим от предприятия» с помощью ( ) контрольной карты.

Исходные данные и некоторые расчетные значения приведены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 – Исходные и некоторые расчетные данные (мин)

№ подгр.	Продолжительность перерывов за квартал					Расчетные значения
	X1	X2	X3	X4	X5	ΣX		R
	47	32	44	35	20	178	35,5	15
	19	37	31	25	34	146	29,2	18
	19	11	16	11	44	101	20,2	33
	29	29	42	59	38	197	39,4	30
	28	12	45	36	25	146	29,2	33
	40	35	11	38	33	157	31,4	51
	15	30	12	33	26	116	23,2	21
	35	44	32	11	38	160	32,0	33
	27	37	26	20	35	145	29,0	17
	23	45	26	37	32	163	32,6	22
	28	44	40	31	18	161	32,2	26
	31	25	24	32	22	134	26,8	10
	22	37	19	47	14	139	27,8	33
	37	32	12	38	30	149	29,8	26
	25	40	24	50	19	158	31,6	31
	7	31	23	18	32	111	22,2	25
	38	0	41	40	37	156	31,2	41
	35	12	29	48	20	144	28,8	36
	31	20	35	24	47	157	31,4	27
	12	27	38	40	31	148	29,6	28
	52	42	52	24	25	195	39,0	28
	20	31	15	3	28	97	19,4	28
	29	47	41	32	22	171	34,2	25
	28	27	22	32	54	163	32,6	32
	42	34	15	29	21	141	28,2	27
Итого	-	-	-	-	-	3733	746,6	696

R – размах исследуемой величины определяется как

Далее рассчитываются значения и :

(мин.)

(мин.)

Эти значения определяют среднюю линию контрольного диапазона. Контрольные границы устанавливаются по следующим значениям:

Для :

Верхняя предельная граница ,

где А₂ – коэффициент, зависящий от количества значений в подгруппе (5) и находится по таблице 7.5;

UCL=29,86 + 0,577*27,84=45,9 мин.

Нижняя предельная граница

LCL=29,86 - 0,577*27,84=10,8 мин.

Для :

Верхняя предельная граница ,

где D₄ – коэффициент, зависящий от количества значений в подгруппе (5); таблица 7.5;

UCL=2,115 *27,84=58,88 мин.

Нижняя граница - в данном случае не определяется, т.к. N=5.

По рассчитанным значениям строится контрольная карта, рисунок 7.7. Приведенная контрольная карта позволят сделать выводы:

1. близкое расположение точек к средней линии может происходить из-за неправильной группировки данных;

2. чередование точек выше и ниже средней линии может быть связано с обслуживанием передатчиков разным квалификационным составом смен, а также режимами работы передатчика (напряженный и ненапряженный);

3. несколько точек ниже средней характеризуют улучшение работы передатчика, что может быть обусловлено проведением профилактики оборудования;

4. точки не выходят за предельные границы, что свидетельствует о стабильности процесса работы передатчиков.

Таким образом, проведенный анализ перерывов действия передатчиков позволяет определить направление улучшения качества работы предприятия и, если это необходимо, пути дальнейшего более глубокого анализа.

ВТОРАЯ ГРУППА МЕТОДОВ «7 новых методов» (7N - англ.) включает приемы коллективного решения нетривиальных проблем с использованием технологии «мозгового штурма». В обсуждении должно участвовать не менее 3-х человек и не более 15-ти.

Все методы данной группы (кроме последнего) жестко связаны логической последовательностью.

1. Диаграмма сродства – инструмент, предназначенный для фиксации соображений, возникающих по ассоциации, после того, как пройдены несколько кругов обсуждения («штурма»). Круг заканчивается, когда ни один из участников обсуждения не может сказать ничего нового. Затем переходят к следующей процедуре.

2. Граф связей – графическое отображение связей, зафиксированных при построении диаграммы сродства (направленные плоские графы).

Направление стрелок указывает направление влияния, стрелки в обоих направлениях между двумя элементами диаграммы характеризуют их взаимное влияние друг на друга, а толщина стрелки показывает силу влияния или связи (чем толще стрелка, тем сильнее связь).

Цель – учесть все связи, выявленные на предыдущем этапе.

3. Дерево (иерархическая структура)

Структура предыдущего этапа перестраивается в иерархическую с учетом всех выявленных и обозначенных связей и влияний, а также их значимости.

Дальнейшему анализу подвергается нижний уровень иерархии, например:

4. Матричные данные

Переменные нижнего уровня разработанной на предыдущем этапе иерархической структуры представляются в матричной форме (таблица).

5. Анализ матричных данных

Как правило, при анализе производится компьютерная обработка данных. Это особенно целесообразно при многократном применении рассматриваемых методов, которые нацелены на постоянное и планомерное использование. Это единственный метод во второй группе, являющийся факультативным.

6. Блок-схема процесса принятия решений (БППР)

На основе проведенного анализа вырабатывается представление о том, как следует действовать, решая рассматриваемую проблему, для чего процесс решения представляется в наглядной форме – в виде блок-схемы.

7. Сетевой график (СГ) – «стрелочная диаграмма» (япон.) – графическое представление конкретной программы действий как алгоритм для принятия решений (как правило, на высшем уровне менеджмента).

ТРЕТЬЯ ГРУППА МЕТОДОВ – планирование качества (7Р – англ.)

1. Фокус-группы

Создаются группы профессиональных потребителей (пользователей), они обсуждают продукт или услугу, обсуждение фиксируется на видеопленку (с согласия обсуждающих), затем запись анализируется.

2. Опрос потребителей (пользователей) из фокус-групп.

3. Анализ потенциала продукции (услуги) с применением маркетинговых технологий, имеющих макроэкономическую природу.

4. ТРИЗ – теория решения изобретательских задач.

5. Системный анализ (интегрирующие технологии).

6. СФК – структурирование функций на основе качества.

7. Планирование эксперимента (например, по Тагути; будет рассмотрено далее).

Последовательность применения методов третьей группы не такая жесткая, как в предыдущей группе.

ЧЕТВЕРТАЯ ГРУППА МЕТОДОВ – разработка стратегии (7S – англ.)

1. Оценка привлекательности бизнеса.

2. Бенчмаркинг – оценка ситуации относительно конкурентов (ближайшего, идущего впереди, и ближайшего, идущего следом).

3. Анализ рынка (макроанализ).

4. Оценка способности бизнеса к диверсификации.

5. Анализ «портфеля» (анализ вариантов по сегментам рынка).

6. SWOT – анализ.

7. Оптимизация ресурсов (с точки зрения возможностей реализации стратегии).