Кіріспе

Сапаны бақылау әдісі

Статистикалық процестерді бақылау (СПК) немесе статистикалық сапаны бақылау (ССК) – өндірістік процестің сапасын бақылау және реттеу үшін статистикалық әдістерді қолдану. Бұл процесс тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, нәтижесінде талаптарға сәйкес келетін өнім көбейеді және қалдықтар азаяды. СПК кез келген процеске қолданылуы мүмкін, егер «талапқа сай өнім» (спецификацияға сәйкес келетін өнім) шығысын өлшеуге болады. СПК-де қолданылатын негізгі құралдарға тренд диаграммалары, бақылау диаграммалары, үздіксіз жақсартуға баса назар аудару және эксперименттерді жобалау кіреді. СПК қолданылатын процеске мысал – өндіріс желілері. СПК екі кезеңде іске асырылуы керек: бірінші кезең – процестің бастапқы құрылуы, ал екінші кезең – процестің тұрақты өндірісте қолданылуы. Екінші кезеңде 5M&E жағдайларының (Адам, Машина, Материал, Әдіс, Қозғалыс, Орта) өзгеруіне және өндіріс процесінде қолданылатын бөлшектердің (машина бөліктері, құралдар мен бекіткіштер) тозу деңгейіне байланысты тексеру периоды туралы шешім қабылдануы тиіс. СПК, «тексеру» сияқты сапаны бақылаудың басқа әдістерімен салыстырғанда, проблемалар туындағаннан кейін түзетуге емес, оларды ерте анықтау мен алдын алуға көбірек мән береді. Қалдықтарды азайтудан басқа, СПК өнімді өндіруге қажетті уақытты қысқартуға да мүмкіндік береді. СПК дайын өнімді қайта өңдеу немесе утилизациялау қажеттілігін азайтады.

Тарих

Статистикалық процестерді басқаруды 1920-жылдардың басында Белл зертханасында Уолтер А. Шевхарт енгізді. Шевхарт 1924 жылы бақылау кестесін және статистикалық бақылау күйі туралы ұғымды әзірледі. Статистикалық бақылау, 1924 жылы логик Уильям Эрнест Джонсонның "Логика, ІІІ бөлім: Ғылымның логикалық негіздері" кітабында ұсынған алмастырылатындық концепциясына тең келеді. AT&T компаниясымен бірге, Гарольд Додж бен Гарри Ромигті қоса алғанда, ол үлгілік тексеруді рационалды статистикалық негізде енгізуге жұмыс істеді. Шевхарт 1934 жылы армияның Пикатинни арсеналында оқ-дәрі өндірісіне бақылау кестелерін қолдану мәселесінде полковник Лесли Э. Саймонмен консультация жүргізді. Бұл сәтті қолданыс Армиялық қару-жарақ басқармасын (Army Ordnance) II дүниежүзілік соғыс басталғанда, өз бөлімшелері мен мердігерлері арасында статистикалық сапаны бақылау туралы кеңес алу үшін AT&T-нің Джордж Эдвардсын шақыруға көндірді. W. Эдвардс Деминг Шевхартты АҚШ Ауыл шаруашылығы департаментінің аспирантурасында сөз сөйлеуге шақырды және Шевхарттың "Сапаны бақылау тұрғысынан статистикалық әдіс" (1939) кітабының редакторы болды, бұл дәрістің нәтижесі болды. Деминг II дүниежүзілік соғыс кезінде американдық өнеркәсіпті жаңа техникалармен таныстырған сапаны бақылаудың қысқа мерзімді курстарының маңызды жасаушысы болды. Осы соғыс курстарын бітірген түлектер 1945 жылы жаңа кәсіби қоғам құрды – АҚШ Сапаны бақылау қоғамы, ол Эдвардсты өзінің бірінші президенті етіп сайлады. Деминг одақтастардың оккупациясы кезінде Жапонияға сапар шекті және Жапон ғалымдары мен инженерлерінің одағымен (JUSE) кездесіп, SPC әдістерін жапон өнеркәсібіне енгізуге тырысты.

"Жалпы" және "ерекше" ауытқулар көздері

Шевхарт Ұлыбританиядан шыққан жаңа статистикалық теорияларды, әсіресе Уильям Сили Госсет, Карл Пирсон және Рональд Фишердің еңбектерін оқыды. Бірақ, ол физикалық процестерден алынған деректердің сирек қалыпты таралу қисығын (яғни Гаусс таралуын немесе "қоңырау қисығын") құрайтынын түсінді. Ол өндірістегі өзгеріштікті өлшеу деректерінің, табиғи құбылыстарды өлшеу деректерінен (мысалы, бөлшектердің Браун қозғалысы) әрқашан бірдей үлгіде болмайтынын анықтады. Шевхарт барлық процесс өзгеріске ұшырайтынын, бірақ кейбір процестер процеске ішкі ("жалпы") өзгеріске ұшырайтынын қорытындылады; ол мұндай процестерді (статистикалық) бақылауда деп атады. Ал басқа процестерде процестің себептік жүйесіне жатпайтын өзгерістер пайда болады ("ерекше" өзгеріс көздері), оларды Шевхарт бақылаудан тыс деп сипаттады.

Өндірістік емес процестерге қолдану

Статистикалық процестерді бақылау кез келген қайталанатын процесті қолдауға жарамды және ISO 9000 сапа менеджменті жүйелері қолданылатын көптеген салаларда енгізілген, мысалы, қаржылық аудит және бухгалтерлік есеп, АТ операциялары, денсаулық сақтау процестері, сондай-ақ несие беруді ұйымдастыру және басқару, клиенттерге шот-фактуралар жіберу сияқты кеңсе процестері. Оның жобалау және әзірлеуде қолданылуына сын айтылғанына қарамастан, ол үлкен көлемді деректерді өңдеу операцияларының жартылай автоматтандырылған деректерді басқару үшін өте қолайлы, мысалы, корпоративтік деректер қоймасында немесе корпоративтік деректер сапасын басқару жүйесінде. 1988 жылғы Capability Maturity Model (CMM) бағдарламалық жасақтама инженерлік институты SPC-ні бағдарламалық жасақтама инженерлік процестеріне қолдануға болатынын ұсынды. Capability Maturity Model Integration (CMMI) деңгейі 4 және 5 тәжірибелері осы ұғымды пайдаланады. Ғылыми-зерттеу және әзірлеу немесе жүйелік инженерия сияқты қайталанбайтын, білімді көп қажет ететін процестерге SPC қолдануға күмәнмен қарастырылады және осы мәселе әлі де даулы. "No Silver Bullet" еңбегінде Фред Брукс бағдарламалық жасақтаманың күрделілігі, сәйкестік талаптары, өзгергіштігі және жасырындығы оның өзіндік және қажетті өзгерістеріне алып келетінін, оларды жою мүмкін емес екенін көрсетеді. Бұл SPC-нің бағдарламалық жасақтаманы дамытуда, мысалы, өндірістегіден гөрі тиімділігі төмен екенін білдіреді.

Өндiрiстегi өзгерiстер

Өндірісте сапаны техникалық талаптарға сәйкестік деп анықтайды. Дегенмен, екі өнім немесе ерекшелік ешқашан бірдей болмайды, себебі кез келген процесте өзгергіштіктің көптеген көздері бар. Көптеген өндірістерде, дәстүрлі түрде, дайын өнімнің сапасы өндірістен кейін өнімді тексеру арқылы қамтамасыз етіледі. Әрбір өнім (немесе өндіріс партиясынан алынған өнімдердің үлгісі) жобалық ерекшеліктерге қаншалықты сай келетініне қарай қабылдануы немесе қабылданбауы мүмкін. SPC (Статистикалық процесті басқару) өндірістік процестің жұмысын бақылау үшін статистикалық құралдарды қолданады, маңызды өзгерістерді олар нашар сапалы өнімді өндіруге әкелмес бұрын анықтау үшін. Процестегі кез келген уақыттағы кез келген өзгеріс көзі екі классқа жатады. (1) Жалпы себептер. «Жалпы» себептер кейде «анықталмайтын» немесе «қалыпты» өзгеріс көздері деп аталады. Бұл процеске үнемі әсер ететін кез келген өзгеріс көзін білдіреді, олардың саны әдетте көп. Бұл себептердің жиынтығы уақыт өте келе статистикалық тұрақты және қайталанатын таралымды құрайды. (2) Арнайы себептер. «Арнайы» себептер кейде «анықталатын» өзгеріс көздері деп аталады. Бұл термин процестің шығысына әсер ететін және тек оның бір бөлігіне қатысты болатын кез келген факторды білдіреді. Олар көбінесе үзіліссіз және болжауға қиын. Көптеген процестерде өзгеріс көздері көп; олардың көпшілігі ұсақ және ескерілмеуі мүмкін. Егер басым анықталатын өзгеріс көздері анықталса, оларды анықтап, жоюға болады. Олар жойылған кезде процесс «тұрақты» деп есептеледі. Процесс тұрақты болған кезде, оның өзгерісі белгілі шектер ішінде қалуы керек. Бұл, кем дегенде, басқа анықталатын өзгеріс көзі пайда болғанға дейін. Мысалы, таңғы астыққа арналған қаптама желісі әрбір астық қорабын 500 грамм астықпен толтыру үшін жобаланған болуы мүмкін. Кейбір қораптарда 500 граммнан сәл артық, ал кейбіреулерінде сәл кем болады. Қаптама салмағы өлшенгенде, деректер таза салмақтың таралуын көрсетеді. Егер өндіріс процесі, оның кірістері немесе оның ортасы (мысалы, желідегі машина) өзгерсе, деректердің таралуы да өзгереді. Мысалы, машинаның тетікшелері мен шкивтері тозған сайын, астық толтыру машинасы әрбір қорапқа белгіленген мөлшерден артық астық салып қоюы мүмкін. Бұл тұтынушыға пайдалы болса да, өндірушінің көзқарасы бойынша ол ысырапшылық және өндіріс шығындарын арттырады. Егер өндіруші өзгерісті және оның көзін уақтылы анықтаса, өзгерісті түзетуге болады (мысалы, тетікшелер мен шкивтер ауыстырылуы мүмкін). SPC тұрғысынан алғанда, егер әрбір астық қорабының салмағы кездейсоқ түрде өзгеретін болса, кейбіреулері жоғары, кейбіреулері төмен, әрқашан қабылданатын диапазон ішінде болса, онда процесс тұрақты деп есептеледі. Егер машинаның тетікшелері мен шкивтері тозығып кетсе, астық қораптарының салмағы кездейсоқ болмауы мүмкін. Тетікшелер мен шкивтердің нашарлауы астық салмағының артуының кездейсоқ емес сызықтық үлгісіне әкелуі мүмкін. Біз бұны жалпы себептің өзгеруі деп атаймыз. Алайда, егер барлық астық қораптарының салмағы күтпеген жерден кемшілікке ұшырағандықтан, кенеттен орташадан әлдеқайда көп болса, бұл арнайы себептің өзгеруі деп есептеледі.

Бақылау кестелері

Процесс картасындағы нүктелердегі өзгерістерді өлшеуден алынған деректер бақылау кестелері арқылы бақыланады. Бақылау кестелері "анықталатын" ("ерекше") ауытқу көздерін "жалпы" көздерден ажыратуға тырысады. "Жалпы" көздер, процесс бөлігінің күтілетін құрамы болғандықтан, өндіруші үшін "анықталатын" көздерге қарағанда әлдеқайда аз маңызды. Бақылау кестелерін пайдалану – уақыт өте келе жалғасатын үздіксіз процесс.

Тұрақты процесс

Процесс "контрольдік диаграмманың" ешқандай "анықтау ережесін" орындамаса, ол "тұрақты" деп есептеледі. Тұрақты процесске қатысты, болашақта процесс "сапалы өнім" шығаруға қаншалықты қабілетті екенін болжау үшін процесс қабілеттілігін талдау жүргізілуі мүмкін. Тұрақты процесс, қабілеттілік индексінен тыс дисперсияларсыз процесс қолтаңбасы арқылы көрсетіледі. Процесс қолтаңбасы – қабілеттілік индексімен салыстырылған кескінделген нүктелер.

Артық өзгерістер

Процесс басқару диаграммасының "анықтау ережелерінің" кез келгеніне тікелей түрткі болғанда (немесе процесс мүмкіндігі төмен болғанда), шамадан тыс ауытқудың себебін анықтау үшін қосымша шаралар қолданылуы мүмкін. Бұл қосымша шараларда қолданылатын құралдар: Ишикава диаграммасы, жоспарланған эксперименттер және Парето диаграммалары. Жоспарланған эксперименттер – ауытқу көздерінің салыстырмалы маңыздылығын (күшін) объективті түрде бағалау тәсілі. (Арнайы себептерден туындаған) ауытқу көздері анықталғаннан кейін, оларды азайтуға немесе жоюға болады. Ауытқу көзін жою үшін қолданылатын қадамдар: стандарттарды әзірлеу, қызметкерлерді оқыту, қателерді болдырмау және процестің өзін немесе оның кірістерін өзгерту.

Процесс тұрақтылығының өлшемдері

Көптеген процестерді бақылау диаграммаларымен қадағалау кезінде процестердің тұрақтылығын сандық өлшеу пайдалы болуы мүмкін. Бұл көрсеткіштер түзету шараларын ең қажет ететін процестерді анықтау/басымдық беру үшін қолданылуы мүмкін. Сондай-ақ, бұл көрсеткіштер дәстүрлі процесс мүмкіндіктерін бағалау шараларын толықтыру ретінде қарастырылуы мүмкін. Рамирес пен Рунгер еңбектерінде сипатталған бірнеше көрсеткіш ұсынылған. Олар: 1) ұзақ мерзімдік ауытқуды қысқа мерзімдік ауытқумен салыстыратын тұрақтылық қатынасы, 2) топ ішіндегі дисперсияны топтар арасындағы дисперсиямен салыстыратын ANOVA тестісі және 3) Western Electric ережелерін бір немесе бірнеше рет бұзған топтар санын барлық топтардың санымен салыстыратын тұрақсыздық қатынасы.

Бақылау диаграммаларының математикасы

Цифрлық басқару диаграммалары түзету қажеттілігін көрсететін "туынды мәндерді" анықтайтын логикалық ережелерді қолданады. Мысалы, туынды мән = соңғы мән + соңғы N сан арасындағы орташа абсолютті айырма.