Уровень качества

Партии продукции, поступающие на контроль, могут иметь некоторую долю несоответствующих единиц продукции. Эта доля несоответствующих единиц продукции характеризуется уровнем качества. Уровень качества — это любой относительный показатель качества, получаемый сравнением наблюдаемых значений с установленными требованиями.

Уровень качества может быть выражен как процентная доля несоответствующих единиц продукции (отношение количества несоответствующих единиц продукции к общему количеству единиц продукции) или как количество несоответствий на 100 единиц продукции (отношение количества несоответствий к общему количеству единиц продукции).

При выборочном контроле невозможно установить фактический уровень качества в контролируемой партии продукции, а можно получить лишь его оценку. Точность этой оценки зависит от того, насколько будет обоснован план контроля. В качестве такой оценки при контроле по количественному признаку используется предельное значение контролируемого параметра в выборке, а при контроле по альтернативному признаку — уровень качества.

Под приемлемым уровнем качества AQL при рассмотрении последовательности партий понимается средний уровень качества, который для целей приёмки продукции является удовлетворительным.

Приемлемому уровню качества для определённого плана контроля соответствует высокая вероятность приёмки при условии, что уровень несоответствий в контролируемой партии не превышает заданное значение AQL. Однако заданный AQL не означает, что в партии допускается процент несоответствующих единиц не более установленного. В любом случае предпочтительнее не иметь несоответствующих единиц, чем иметь какой бы то ни было процент, и чем больше он может быть уменьшен по сравнению с AQL, тем лучше. Снижение процента несоответствующих единиц увеличивает вероятность приёмки каждой партии.

Выбор необходимого значения AQL осуществляется по договорённости поставщика и потребителя и оговаривается в контракте.

Во многих случаях AQL – это компромиссный уровень качества между предпочтительным качеством для потребителя и тем, который изготовитель может себе позволить, поскольку строгие требования сложнее удовлетворять в производственном процессе и больше затрат на контроль потребуется для проверки того, что они выполнены.

Выбор правильного значения AQL является одной из важнейших задач при использовании статистического приёмочного контроля. Вопрос понижения или повышения AQL должен быть экономически обоснован. Выбор необоснованно малого значения AQL приведёт к тому, что поставщик будет нести убытки от забракования значительной доли хорошей продукции, а установление необоснованно большого значения AQL вынудит потребителя принимать партии продукции, содержащие большое количество несоответствующих единиц продукции.

Приемлемый уровень качества служит основой для определения контрольных нормативов в случае контроля последовательности партий (опорный показатель в таблицах СТБ ГОСТ Р 50779.71 и таблицах приложения А СТБ ГОСТ Р 50779.75).

Значение AQL определяет степень строгости выборочного контроля.

Назначают различные AQL для групп несоответствий или несоответствий различных видов.

При установлении значения приемлемого уровня качества на продукцию, которая контролируется по нескольким показателям качества, приемлемый уровень качества определяется двумя способами:

· устанавливается AQL отдельных показателей качества, а затем по продукции в целом;

· устанавливается AQL для продукции в целом, а затем для отдельных показателей качества.

Значения AQL не более 10 устанавливают как для процента несоответствующих единиц продукции, так и для числа несоответствий на 100 единиц продукции. Значение AQL более 10 устанавливают только для числа несоответствий на 100 единиц продукции.

Рекомендуется использовать предпочтительные значения AQL (26 значений от 0,010 до 1000), однако если это невозможно, система СТБ ГОСТ Р 50779.71 позволяет строить планы контроля и для других значений AQL (СТБ ГОСТ Р 50779.70).

При выборочном контроле на основе AQL контролируемые партии, взятые из процесса с качеством, равным или лучшим, чем AQL, будут в большинстве случаев приняты.

В непрерывной серии партий для выборочного контроля AQL является уровнем качества, соответ­ствующим пределу среднего уровня удовлетворительного процесса.

AQL является выбранной границей между приемлемым и неприемлемым значениями среднего процесса. Он не описывает план выборочного контроля, а является требованием того, каким должно быть производство, и удобной величиной для определения допустимого процесса.

При назначении AQL необходимо учитывать, что он является показателем качества, требуемым в производстве. Изготовителю рекомендуется изготовлять партии среднего уровня качества лучше AQL. С другой стороны, это качество должно быть реально достижимым и в то же время обоснованным с точки зрения потребителя. При процессе, разработанном и управляемом надлежащим образом, можно производить продукцию с меньшим по сравнению с AQL процентом несоответствующих единиц. При получении лучшего среднего процесса снижаются совокупные затраты на производство и контроль продукции лучшего качества.

Учитывая требования потребителя, необходимо проверить, что оно не является завышенным, а также учесть предполагаемое применение контролируемых изделий и последствия отказов. Если при большем количестве изделий отказ можно рассматривать как сигнал замены несоответствующего изделия, то допустим достаточно мягкий уровень AQL. Если этот отказ скажется на повреждении дорогостоящей и важной части оборудования, когда невозможна замена изделия, требуется более жесткий AQL.

Среднее процесса является средним уровнем качества поставляемой на контроль серии партий (партии, повторно представленные на контроль, исключаются). Среднее процесса относится к тому, что реально изготовлено независимо от проводимого контроля.

Оценка среднего процесса не является неотъемлемой частью схемы контроля, но она важна сама по себе. Как контролер, так и изготовитель заинтересованы не только в решениях о последова­тельных партиях, но и в долгосрочной картине качества производства.

Рекомендуется вести протоколы данных о допустимом общем среднем процесса, что является эффективной мерой повышения качества продукции и необходимой информацией при выборе плана выборочного контроля.

При двухступенчатом и многоступенчатом контроле необходимо соблюдать ряд специальных правил. Для оценки среднего процесса используют результаты только первой выборки.

В некоторых случаях рекомендуется исключать аномальные результаты, но это правило следует применять с большой осторожностью. Это можно с уверенностью делать тогда, когда аномальные результаты являются следствием особой причины, которая уже устранена. Далее в этом случае приводят данные, включающие и не включающие аномальные результаты, чтобы показать наличие этих несоответствий.

При наличии многих характеристик или многочисленных классов AQL следует оценивать средние отдельных процессов.

Предельное качество LQ – уровень качества, при котором для целей выборочного контроля вероятность приемки мала при рассмотрении отдельной партии. Предельное качество является опорным показателем в СТБ ГОСТ Ρ 50779.72. При контроле отдельной партии это соответствует уровню качества, выраженному процентом несоответствующих единиц или числом несоответствий на 100 единиц продукции, при котором в целях выборочного контроля требуется низкая вероятность приемки. Предельное качество фактически соответствует нежелательному качеству. Для гарантированной приемки партий доля несоответствующих единиц должна быть значительно ниже LQ (как правило, меньше четверти LQ).

Среднее выходное качество AOQ – ожидаемый средний уровень качества выходящей продукции после контроля при данном значении входного уровня качества. Если не установлено иного, среднее выходное качество вычисляют по всем принятым партиям плюс все непринятые партии после сплошного контроля и замены несоответствующих единиц соответствующими. Часто используют приближение:

(среднее выходное качество) = (качество процесса перед контролем) х (вероятность приемки)

Предел среднего выходного качества AOQL – максимальное значение среднего выходного качества среди всех воз­можных значений уровня качества выходящей продукции для заданного плана выборочного контроля и устранения несоответствий во всех непри­нятых партиях

Аналогично концепции AQL понятие среднего выходного качества (AOQ) и его предела (AOQL) оправданы только при большом числе последовательных партий, представленных в определенной системе выборочного контроля. Партия будет принята, если число несоответствующих единиц продукции в выборке меньше или равно приемочному числу. Если число несоответствующих единиц превышает или равно браковочному, партия не будет принята. При среднем уровне процесса, близком к AQL, большая часть партий будет принята. Если качество процесса не меняется и отклоненные партии бракуют, а не исправляют, выборочный контроль на качество не влияет.

В некоторых случаях, когда перемещение продукции происходит между подразделениями, а не предприятиями, отклоненную партию проверяют сплошным контролем с изъятием из нее несоответ­ствующих единиц (возможна замена на соответствующие единицы). Это называется контролем с разбраковыванием.

При контроле с разбраковыванием партию либо принимают без дальнейшего контроля, либо при отклонении проходит сплошной контроль каждой единицы с изъятием или заменой всех несоответст­вующих единиц на соответствующие. В первом случае выходное качество практически соответствует входному, во втором - все изделия соответствуют техническим условиям. Даже если входное качество p не меняется, выходное качество может меняться от партии к партии, принимая значения p или 0 в зависимости от факта приемки партии или представления ее на контроль с разбраковыванием. Тем не менее возможно рассмотрение среднего выходного качества в течение длительного промежутка, когда входное качество не меняется и равно р. Это среднее качество будет не хуже р, а при сплошном контроле большой доли партий может быть значительно лучше.

Термин «среднее выходное качество» можно рассматривать как средний процент несоответст­вующих единиц в большом числе партий из процесса, при котором непрерывно производится продукция качества р. Все партии проверяют и оценивают одним и тем же выборочным планом, который имеет вероятность приемки партии Р_а. Отклоненные партии очищают (теоретически) от несоответствующих единиц. В результате контроля с разбраковыванием в среднем 100 Р_а % партий не содержат несоот­ветствующих единиц, а 100(1 – Р_а) % партий, прошедших только выборочный контроль и принятых с первого предъявления, содержат 100 р % несоответствующих единиц (за вычетом ряда изъятых из выборки при контроле). Среднее выходное качество, выраженное процентом несоответствующих единиц, равно приблизительно 100(Р_а x p) %. Приближение приемлемо при условии, что объем партии N в десять или более раз превышает объем выборки n.

Выходное качество может быть хорошим как по причине хорошего входного качества, так и вследствие сплошного контроля ряда партий. Кроме того, существует промежуточное входное качество р, для которого среднее выходное качество имеет максимальное значение. Это значение является пределом среднего выходного качества AOQL. Это не предел выходного качества любой отдельной партии и не предел реального выходного качества, усредненного по небольшому числу последовательных партий. В случае их большого числа реальное среднее выходное качество в этой последовательности будет незначительно отличаться от этого AOQL. При вариациях входного качества р реальное качество может быть значительно лучше AOQL. Поэтому эффективнее оценивать непосредственно реальное среднее качество, чем полагаться на AOQL как на верхнюю границу.

Среднее процесса является средним уровнем качества поставляемой на контроль серии партий (партии, повторно предъявленные на контроль, исключаются). Это понятие отличается от AQL, AOQL или LQ, которые можно вычислить или выбрать, и не является характеристикой конкретного плана выборочного контроля. Среднее процесса относится к тому, что реально изготовлено независимо от проводимого контроля.

Оценка среднего процесса не является неотъемлемой частью схемы контроля, но она важна сама по себе. Как контролёр, так и изготовитель заинтересованы не только в решениях о последовательных партиях, но и в долгосрочной картине качества производства. Рекомендуется вести протоколы данных о среднем процесса, что является эффективной мерой повышения качества продукции и необходимой информацией при выборе плана выборочного контроля.

Оперативная характеристика плана выборочного контроля

При применении планов контроля партии продукции принимаются или бракуются с некоторой вероятностью, меньшей единицы. Вероятность принятия контролируемой партии зависит от доли несоответствующих единиц продукции в этой партии. Если в партии нет несоответствующих единиц продукции, то и в выборке их не может быть, и такая партия во всех случаях будет приниматься с вероятностью, равной 1. По мере увеличения доли несоответствующих единиц продукции в партии вероятность приемки партии уменьшается. Если же вся партия будет состоять из несоответствующих единиц продукции, то такая партия во всех случаях будет браковаться с вероятностью, равной 1.

Функция, задающая вероятность приемки контролируемой партии продукции в зависимости от входного уровня качества, называется оперативной характеристикой.

Кривая оперативной характеристики показывает математические ожидания процента принятых партий продукций. Эти величины являются средними значениями, которые соответствуют фактическим значениям лишь при большом количестве рассматриваемых партий продукции.

Вероятность принятия партии продукции зависит от объема выборки, контрольного норматива и уровня качества в партии.

С увеличением объема выборки (при неизменных двух других исходных данных) вероятность принятия партии продукции уменьшается.

Для поставщика увеличение объема выборки невыгодно, так как увеличивается его риск забраковать хорошую партию продукции; для потребителя наоборот, выгодно, так как уменьшается его риск принять бракованную продукцию. С ослаблением требований к жесткости контрольного норматива (также при неизменных исходных данных) вероятность принятия партии продукции увеличивается, что выгодно для поставщика и невыгодно для потребителя.

Для одновременного удовлетворения требований поставщика и потребителя необходим компромисс. В качестве такого компромисса должен быть приемлемый уровень качества, согласованный между поставщиком и потребителем.

Планы контроля

Под планом контроля понимается совокупность требований и правил, которые следует соблюдать при контроле партии продукций. Под совокупностью требований и правил понимаются объем контролируемой партии, уровень и вид контроля, тип плана выборочного контроля, объем выборки, контрольные нормативы и т.д.

План выборочного контроля — совокупность данных об объемах выборок и контрольных нормативах — приемочные и браковочные числа (по альтернативному признаку) или предельные значения контролируемого параметра в выборке (по количественному признаку).

Схема статистического приемочного контроля — полный комплект планов выборочного контроля в сочетании с совокупностью правил применения этих планов.

В зависимости от числа отбираемых на контроль выборок различают одноступенчатые, двухступенчатые, многоступенчатые и последовательные планы контроля.

Одноступенчатый план контроля характеризуется тем, что решение относительно приемки партии продукции принимают по результатам контроля только одной выборки.

Из партии продукции объемом N извлекается выборка объёмом n, в которой определяется количество несоответствующих единиц z. Если количество несоответствующих единиц z меньше либо равно приемочного числа A_C, партия принимается; если количество несоответствующих единиц z больше либо равно браковочного числа R_E, партия отклоняется.

Этот план применяется в следующих случаях: стоимость контроля является небольшой, продолжительность контроля является слишком длинной и партия не может быть задержана до момента окончания контроля. План характеризуется наибольшим объемом выборки. Схема одноступенчатого плана представлена на рисунке.

Рисунок - Схема одноступенчатого статистического приемочного контроля.

Двухступенчатый план контроля характеризуется тем, что решение относительно приемки партии продукции принимают по результатам контроля не более двух выборок, причем необходимость отбора второй выборки зависит от результатов контроля первой выборки.

Из партии продукции объемом N извлекается выборка объёмом n₁, в которой определяется количество несоответствующих единиц z₁. Если количество несоответствующих единиц z₁ меньше либо равно приемочного числа первой ступени контроля A₁, партия принимается; если количество несоответствующих единиц z₁ больше либо равно браковочного числа первой ступени R₁, партия отклоняется. Если количество несоответствующих единиц z₁ находится в пределах между приемочным числом первой ступени контроля A₁ и браковочным числом первой ступени R₁, переходят на следующую ступень контроля. Из партии продукции извлекается выборка объёмом n₂, в которой определяется количество несоответствующих единиц z₂. Если сумма количества несоответствующих единиц на первой и второй ступенях контроля (z₁ + z₂) меньше либо равно приемочного числа второй ступени контроля A₂, партия принимается; если сумма количества несоответствующих единиц на первой и второй ступенях контроля (z₁ + z₂) больше либо равно браковочного числа второй ступени R₂, партия отклоняется.

Этот план следует применять в том случае, если нельзя принять одноступенчатый план из-за большого объема выборки и многоступенчатый план из-за большой продолжительности. Схема плана представлена на рисунке.

Рисунок - Схема двухступенчатого статистического приемочного контроля.

Многоступенчатый план контроля характеризуется тем, что решение относительно приемки партии продукции принимается по результатам контроля нескольких выборок, максимальное число которых установлено заранее, причем необходимость отбора последующей выборки зависит от результатов контроля предыдущих выборок.

Схема многоступенчатого статистического приемочного контроля напоминает схему двухступенчатого статистического приемочного контроля. На каждой ступени контроля из партии продукции объемом N извлекается выборка объемом n, в которой определяется количество несоответствующих единиц z. Если сумма количества несоответствующих единиц на всех ступенях контроля меньше либо равно приемочного числа данной ступени контроля, партия принимается; если сумма количества несоответствующих единиц на всех ступенях контроля больше либо равно браковочного числа данной ступени, партия отклоняется. Если сумма количества несоответствующих единиц на всех ступенях контроля находится в пределах между приемочным числом данной ступени контроля и браковочным числом данной ступени, переходят на следующую ступень контроля. Ступеней контроля (по СТБ ГОСТ Ρ 50779.71) не может быть больше семи.

Этот план следует применять в случае, если время, необходимое для отбора и контроля единиц продукции, является небольшим, а стоимость испытаний — большой.