Причинно-следственная диаграмма

Причинно-следственная диаграмма (схема Исикавы) позволя­ет разделить проблему, требующую своего решения, на отдельные фрагменты, выявить и сгруппировать условия и факторы, влияю­щие на проблему, и провести причинно-следственный анализ. Цель построения диаграммы - соотнести причины с результатами (следствиями).

Применительно к задачам статистического управления про­цессами причинно-следственная диаграмма - это простое средство для индивидуального или группового решения проблем, исполь­зуя графическое описание различных элементов процесса для ана­лиза потенциальных источников изменчивости.

На диаграмме изучаемая проблема условно изображается в виде прямой горизонтальной стрелки, факторы и условия, которые пря­мо или косвенно влияют на проблему, - наклонными стрелками, а причины, влияющие на эти факторы (причины второго и последую­щих порядков), - короткими горизонтальными стрелками. При построении диаграммы следует учитывать даже кажущиеся незна­чительными факторы, поскольку на практике довольно часто встре­чаются случаи, когда решение проблемы обеспечивается устране­нием нескольких, на первый взгляд, несущественных причин.

При построении причинно-следственной диаграммы примени­тельно к процессу производства продукции необходимо учитывать факторы, влияющие на качество продукции, - комплектующие из­делия и материалы, производственное оборудование, методы осуществления технологических операций, условия труда, производ­ственный персонал, контрольно-измерительное оборудование и т.д.

Обычно подробно детализированная диаграмма имеет форму рыбьего скелета, по­этому ее называют «рыбьей костью» или «рыбьим скелетом».

Следует отметить, что сложные причинно-следственные диа­граммы целесообразно анализировать с помощью метода страти­фикации, т.е. с помощью расслоения диаграммы по различным факторам и условиям.

Диаграмма Парето

Диаграмма Парето основана на принципе Парето, согласно которому из-за небольшого числа (-20%) причин или источников изменчивости процессов зачастую возникает большинство (-80%) последствий. Поэтому на практике усилия по решению проблем следует концентрировать на главных источниках изменчивости, временно игнорируя «второстепенное большинство».

Диаграмма Парето строится в прямоугольной системе коорди­нат. По оси абсцисс откладывают равные отрезки, соответствую­щие выявленным причинам, а по оси ординат - величину их вклада в решаемую проблему. В результате получается диаграмма в виде столбикового графика, высота столбиков которого уменьшается слева направо. Для показа накопленного влияния причин последо­вательно суммируют высоту всех столбиков и получают ломаную кумулятивную кривую (кривую Парето). Показывая в понятной и наглядной форме относительное влияние каждой причины на ре­шаемую проблему, диаграмма Парето позволяет выявить те причи­ны, от которых в первую очередь зависит решение проблемы и на устранение которых следует направлять усилия прежде всего.

По существу, диаграмма Парето - простой графический ме­тод, предусматривающий ранжирование всех потенциальных ис­точников изменчивости или причин в соответствии с их вкладом в стоимость решения проблемы или в изменчивость процесса.

В условиях производства диаграмму Парето часто используют для анализа причин брака, поскольку она позволяет в удобной форме представить уровень брака в зависимости от причин появ­ления брака. При построении диаграммы Парето важно, чтобы вклад груп­пы «прочие причины» был незначительным. В противном случае необходимо собрать дополнительный статистический материал по каждой причине появления брака и уточнить ранжирование при­чин брака.

Следует отметить, что диаграмма Парето является не только эффективным средством решения проблемы, но и позволяет на­глядно демонстрировать эффективность мероприятий, предпри­нимаемых для решения проблемы. Для этого достаточно визуаль­но сравнить диаграммы Парето, построенные до и после проведения соответствующих мероприятий. В ряде случаев для проведения анализа возможных причин, приводящих к каким-то следстви­ям, оказывается целесообразным диаграмму Парето применять совместно с причинно-следственной диаграммой.

Контрольные карты

Одним из наиболее эффективных методов контроля за состоя­нием процесса во времени является метод, основанный на постро­ении и анализе контрольных карт. В отличие от рассмотренных выше методов контрольные карты позволяют воздействовать на процесс до того, как он выйдет из-под контроля, и тем самым пре­дупреждать отклонения процесса от предъявляемых к нему тре­бований.

Контрольная карта - это карта, на которой для наглядности ото­бражения состояния процесса отмечают значения соответствующей выборочной характеристики смежных выборок во временной после­довательности. В качестве выборочной характеристики (статисти­ки) могут использоваться индивидуальные значения какого-либо параметра продукции, среднее арифметическое значение, медиана, среднее квадратическое (стандартное) отклонение, размах, доля или число несоответствующих единиц продукции, число несоответствий и др. По существу, контрольная карта представляет собой графиче­ское отображение состояния процесса, его уровня и изменчивости.

Контрольные карты строят в произвольном масштабе на лис­те бумаги или экране дисплея компьютера. По оси абсцисс откла­дывают моменты взятия выборок или их текущие номера, а по оси ординат - реализации выборочной характеристики. Для нагляд­ности точки значений выборочной характеристики, соответствующие двум последовательным выборкам, соединяют отрезками прямых линий и получают линейный график, показывающий ди­намику поведения процесса.

В качестве ориентира на контрольной карте проводится цент­ральная линия (ЦЛ) - прямая, параллельная оси абсцисс и опреде­ляющая среднее процесса. Ее расстояние от оси абсцисс соответ­ствует заданному в нормативной или технической документации номинальному значению контролируемого параметра, например, центру поля допуска, математическому ожиданию значений выбо­рочной характеристики, значению параметра, полученному в ходе предварительного исследования процесса, находящегося в статис­тически управляемом состоянии, или же оценочному значению, прогнозируемому по результатам изучения предыстории процесса.

Параллельно ЦЛ на контрольной карте наносятся две линии – верхняя (ВКГ) и нижняя (НКГ) контрольные границы, называе­мые иногда границами регулирования. По существу, контрольные границы, указывающие момент разладки процесса, ограничива­ют диапазон неизбежного разброса значений выборочной харак­теристики, т.е. разброса, обусловленного неустранимыми в насто­ящее время обычными причинами, и позволяют судить, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии или он подвергнут влиянию особых причин.

Кроме того, на контрольную карту в ряде случаев наносятся еще две дополнительные линии - верхняя (ВПГ) и нижняя (НПГ) предупреждающие границы, которые располагаются ближе друг к другу, чем ВКГ и НКГ.

Если значениям выборочной характеристики присуще одно­стороннее отклонение от ЦЛ, то используют контрольные карты с односторонними (верхними или нижними) границами.

По существу, целью применения контрольных карт является не обеспечение совершенного управляемого состояния процесса, а достижение разумного и экономичного статистически управляе­мого состояния процесса.

С помощью контрольных карт изучают возможности производственных процессов, производят оценку их управляемости и воспроизводимости и осуществляют оператив­ное управление технологическими процессами серийного и массо­вого производства продукции. Они находят применение для:

- анализа точности и стабильности технологических процессов;

- выявления производственных факторов, дестабилизирую­щих производственные процессы;

- слежения за состоянием технологических процессов и своев­ременной их корректировки (регулировки);

- осуществления приемки продукции, гарантирующей, что фак­тически уровень несоответствий продукции не превышает ус­тановленный нормативный уровень;

- обнаружения потери управляемости процесса в режиме реаль­ного времени.

контрольные карты подразделяются на три ос­новных вида:

- контрольные карты Шухарта, с помощью которых, как пра­вило, оценивают только, находится ли процесс в статисти­чески управляемом состоянии;

- приемочные контрольные карты, которые позволяют одно­временно осуществлять как слежение за процессом и его ре­гулирование, так и приемку продукции, гарантирующую, что фактически уровень несоответствий данной продукции не превышает установленный нормативный уровень несо­ответствий;

- адаптивные контрольные карты, с помощью которых ре­гулируют процесс посредством планирования его тренда и проведения упреждающей корректировки на основании прогнозов.

По типу используемых выборочных данных контрольные кар­ты подразделяются на два класса:

- контрольные карты для количественных данных;

- контрольные карты для альтернативных данных.

В свою очередь контрольные карты для количественных данных подразделяются на карты:

- средних и размахов ( - и R - карты);

- средних и стандартных отклонений ( - и S -карты);

- медиан и размахов (М _е - и R - карты);

- индивидуальных значений и скользящих размахов (Х - и МR - карты).

Причем карты средних и медиан являются контрольными кар­тами расположения и позволяют оценить, произошел ли сдвиг в уровне процесса. Карты размахов и стандартных отклонений рас­сматриваются как контрольные карты рассеяния (разброса) и дают возможность производить оценку изменчивости процесса.

Контрольные карты для альтернативных данных подразделя­ются на карты:

- доли несоответствующих единиц продукции (р -карта);

- числа несоответствующих единиц продукции в выборке (пр - карта);

- числа несоответствий в выборке (с -карта);

- числа несоответствий, приходящихся на единицу продукции (u -карта).