Вопросы для проверки

1. Дать объяснение, почему семь простых японских методов могут быть эффективным инструментом достижения стабильности.

2. Что такое «контрольный листок», для чего он нужен?

3. Назначение гистограммы и ее построение.

4. Дать характеристику диаграммы Парето и кривой Лоренца.

5. Дать характеристику диаграммы Исикавы.

6. Дать характеристику диаграммы разброса и расслоения.

7. Для чего нужны контрольные карты?

5.4 Управление качеством методами статистического регулирования технологических процессов.

5.4.1 Виды и методы статистического регулирования качества технологических процессов.

Виды статистического регулирования процессов.

Цель статистического регулирования технологического процесса состоит в том, чтобы на основании результатов периодического контроля выборок относительно малого объема оценивать его состояние и корректировать настройку процесса в соответствии с установленными показателями.

Имеется две разновидности регулирования процессов: по количественному и альтернативному (качественному) признакам. Для каждой из разновидностей разработаны свои статистические методы регулирования.

Регулирование (или контроль) по количественному признаку заключается в определении фактических значений контролируемого параметра у отдельных представителей (выборки) продукции. Затем по фактическим значениям параметра определяются статистические характеристики процесса и по ним принимаются решения о состоянии технологического процесса. Такими характеристиками являются выборочное среднее, медиана, размах и выборочное среднеквадратичное отклонение. Первые две характеристики – характеристики положения, а две последние – характеристики рассеяния случайной величины X. [15]

Регулирование (или контроль) по альтернативному признаку заключается в определении соответствия контролируемого параметра или единицы продукции установленным требованиям. При этом каждое отдельное несоответствие установленным требованиям считается дефектом, а единица продукции, имеющая хотя бы один дефект, также считается дефектной. При контроле по альтернативному признаку не требуется знать фактическое значение контролируемого параметра – достаточно установить факт соответствия или несоответствия его установленным требованиям. Поэтому для контроля можно использовать простейшие средства: шаблоны, калибры и др. Решение о состоянии технологического процесса принимается в зависимости от числа дефектов или числа дефектных единиц продукции, выявленных в выборке.

Каждый из перечисленных способов регулирования (контроля) имеет свои преимущества и свои недостатки. Так, преимущество контроля по количественному признаку состоит в том, что он более информативен и поэтому требует меньшего объема выборки. Однако такой контроль более дорогой, поскольку для него необходимы такие технические средства, которые позволяют получать фактические значения контролируемого параметра. Кроме того, для статистического регулирования при контроле по количественному признаку необходимы вычисления, связанные с определением статистических характеристик.

Преимущество контроля по альтернативному признаку заключается в его простоте и относительной дешевизне, так как можно использовать простейшие средства контроля или даже визуальный контроль. К недостаткам такого контроля относится его меньшая информативность, что требует большего объема выборки при равных исходных данных. [15]

Методы регулирования процессов.

Существует несколько методов статистического регулирования технологических процессов. Наиболее распространенный и эффективный из них – метод с использованием контрольных карт (карт Шухарта), на которых отмечают границы регулирования, обозначающие область допустимых значений, вычисленных на основании статистических данных. Выход точки за границы регулирования (или появление ее на самой границе) служит сигналом о разладке технологического процесса. Контрольная карта позволяет не только обнаружить какие-то отклонения от нормального хода процесса, но и в значительной степени объяснить причины этого отклонения.

Для контроля по количественному признаку применяют следующие виды контрольных карт:

- средних арифметических значений (X-карата);

- медиан (X-карта);

- среднеквадратических отклонений (S-карта);

- размахов (R-карта).

Для контроля по альтернативному признаку:

- числа дефектных изделий (pn-карта);

- доли дефектных изделий (P-карта);

- числа дефектов (C-карта);

- числа дефектов на единицу продукции (U-карта).

Выбор контрольных карт зависит от ряда факторов.

Так, контрольная карта (X – R) применяется при измерении таких регулируемых показателей, как длина, масса, время, предел прочности, и т.д. Рекомендуется также ее использование при регулировании процессов изготовления в серийном и массовом производстве, на технологических процессах с запасом точности, при показателях качества, распределенных по закону Гаусса или Максвелла.

Контрольная карта P применяется при контроле и регулировании технологического процесса на основе использования доли дефектных изделий, полученной делением числа обнаруженных дефектов на число проверенных изделий.

Контрольная карта pn применяется для контроля в случаях, когда контролируемым параметром является число дефектных изделий при постоянном объеме выборки n.

На первых этапах статистических методов регулирования часто используются гистограммы для предварительного исследования состояния технологического процесса. [15]

5.4.2 Статистическое регулирование качества технологических процессов при контроле по количественному признаку.

При контроле по количественному признаку об отклонениях в процессе судят по среднему значению контролируемого параметра относительно этого среднего. Смещение среднего значения в любую сторону относительно середины поля допуска и увеличение поля рассеяния свидетельствуют о нарушении стабильности.

В качестве средних значений при статистическом регулировании используют либо среднеарифметическое значение , либо медиану X и соответственно строят либо -карту, либо X-карту. При выборе из этих двух видов контрольных карт следует учитывать, что хотя определение медианы и проще, чем среднеарифметического значения, однако последнее является более точной оценкой математического ожидания µ.

В качестве характеристики рассеяния при статистическом регулировании используют либо выборочное среднее квадратичное отклонение S, либо размах R и соответственно строят либо S-карту, либо R-карту. При выборе карты следует учитывать, что вычисление размаха гораздо проще, чем среднеквадратического отклонения, хотя S – значительно более точная оценка, чем R.

На практике часто используют двойные контрольные карты, на одной из которых отмечают среднее значение, а на другой – характеристику рассеивания, например карта X – R.

Для построения любой контрольной карты необходимо предварительно определить границы регулирования:

- для -карты и X-карты – две границы регулирования: верхняя и нижняя;

- для R-карты или S-карты вычисляют по одной границе регулирования – верхней (так как достаточно следить лишь за увеличением рассеивания).

Для определения границ регулирования необходимо знать параметры нормального распределения µ и σ. Как правило, эти параметры неизвестны, поэтому должно быть проведено предварительное исследование состояния технологического процесса, в результате которого получают оценки параметров µ и σ.

Таким образом, в результате предварительного исследования состояния техпроцесса решаются следующие задачи:

- получают оценки параметров нормального распределения µ и σ;

- определяют вероятную долю дефектной продукции;

- определяют индекс воспроизводимости C_p. [15]

5.4.3 Статистические методы регулирования технологических процессов при контроле по альтернативному признаку.

При контроле по альтернативному признаку о разладке технологического процесса судят либо по числу дефектных единиц продукции, либо по числу дефектов. Увеличение любого из этих значений сверх допустимых норм свидетельствует о разладке процесса.

Статистическое регулирование при контроле по альтернативному признаку осуществляется в соответствии с планом контроля. Планом контроля определяются параметры: объем выборки n, браковочное число d, период отбора выборок τ. План контроля принимается с учетом результатов предварительного исследования состояния техпроцесса: чем лучше состояние процесса, тем меньше средний уровень дефектности продукции и тем реже происходит его разладка.

Средний уровень дефектности P оценивают по результатам сплошного или выборочного контроля. На контроль рекомендуется принимать не менее десяти партий. При сплошном контроле получают наиболее точную оценку среднего уровня дефектности, при выборочном контроле получают менее точную оценку, но выигрывают в трудоемкости контроля. Объем выборочного контроля должен составлять не менее 0,1 от объема сплошного контроля. Оценка среднего уровня дефектности (доли дефектной продукции) определяется по формуле:

p = ∑pn / kn,

где k – число проконтролированных партий;

p – доля дефектных единиц продукции или дефектов, обнаруженных в партии;

n – число проконтролированных единиц продукции в партии.

При систематическом проведении контроля продукции необходимо знать на основе опыта примерный уровень дефектности продукции. [15]

* * * * * * * * * *

Согласно японскому подходу, контрольные карты регулирования процесса отнесены к простым статистическим методам. Это, конечно, условно, хотя основания для этого есть.

Большинство контрольных карт, действительно не сложны для пользователя и считается, что их ведение вполне доступно для рабочего-оператора или контролера. Наверное, не случайно именно по этой причине, контрольные карты регулирования стали первым статистическим инструментом управления качеством производственного процесса.

В то же время и этот достаточно простой статистический инструмент требует квалифицированного подхода специалиста и достаточной квалификации, ответственности и труда исполнителя.

Так, на одном из Ижевских предприятий при внедрении контрольных карт выявились серьезные проблемы в части ведения их рабочими. И это несмотря на то, что процесс был отработан достаточно качественно, после чего ведение карт было передано контрольному аппарату. Это решение оказалось успешным и эффективным, т.к. контролеры не только более качественно отслеживали процесс, но и получали информацию о качестве продукции, что помогало более качественно проводить приемочный контроль.

На другом предприятии г. Ижевска нашли другой подход, который оказался успешным. Там, на контрольной точке участка работало два контролера, выполняя сплошной контроль, практически разбраковку. Один из них стал заниматься контролем технологического потока с помощью контрольных карт, а другой приемкой на контрольной точке методами статистического контроля. Это позволило резко сократить брак и повысить качество выпускаемой продукции.

Таким образом, рациональное использование методов регулирования процесса с помощью контрольных карт может дать значительные положительные результаты в производстве продукции, соответствующей установленным требованиям.

В заключение следует отметить, что описанные выше семь элемен­тарных статистических методов в зарубежной практике находят при­менение не только в производстве, но и в других областях деятельнос­ти, например, в проектировании, планировании, маркетинге, снабжении, обслуживании и др. В последние годы эти методы нако­нец-то стали применяться и отечественными организациями. По мнению авторов, повышению эффективности и расширению обла­сти применения этих методов отечественными организациями будет способствовать их компьютеризация. Описание алгоритмов и листин­гов программ, написанных на языке Бейсик и позволяющих на прак­тике реализовать компьютеризацию семи элементарных статистиче­ских методов обеспечения качества.