Практика применения контрольных карт для статистического управления процессом

На стадии подготовки к применению контрольных карт иссле­дуемый процесс должен быть проанализирован с использовани­ем причинно-следственной диаграммы Исикавы: какие факто­ры оказывают влияние на выход процесса — в частности, квалификация работников, используемое оборудование, мате­риалы, технология изготовления, методы и средства измерения (метод 5М), и другие. При отборе характеристик для совершен­ствования процесса полезно использование диаграммы Парето. Учитываются требования потребителей, причины потерь и низ­кой эффективности, возможные риски. При наличии корреля­ций между характеристиками (визуально могут быть оценены по диаграммам рассеяния) часто удобнее контролировать одну из взаимосвязанных характеристик, — ту, которая проще подда­ется измерению.

Правильный выбор технологического процесса, для которого необходим статистический контроль, выбор показателей для мониторинга - один из наиболее ответственных этапов. Учиты­вая достаточно высокие затраты на организацию и проведение статистического управления процессом, выбираются ключевые показатели продукции и процессов,1 отражающие, во-первых, степень безопасности продукции, во-вторых, ее надежность, в«1 третьих, требования заказчика.

Если определены ключевые показатели изделия в целом, то можно выделить ключевые показатели для отдельных деталей и материалов, соответствующие ключевые технологические опе­рации и их параметры. Анализ и регулирование процессов с использованием контрольных карт имеет смысл только для таких ключевых показателей. Определение (и документирование) таких показателей удобно выполнять с использованием проце­дуры FMEA (анализ видов и последствий отказов), рассматри­ваемой в гл. 7.

Непрерывное совершенствование процесса с использованием контрольных карт представляет итерационную процедуру, включающую три этапа. На этапе сбора данных разрабатывают план сбора: в частности, для карт по количественному признаку:

• как часто отбирать подгруппы (выборки) для контроля;

• каков объем выборок;

• их количество.

При определении объема подгрупп используется общее пра­вило: объем их должен быть таков, чтобы изменения внутри подгруппы были бы по возможности малыми («рациональные подгруппы»). Обычно это 4-5 последовательных наблюдений, выполненных в одинаковых условиях за короткий промежуток времени («мгновенность» выборки). Изменчивость внутри под­групп минимальна и отражает обычные (случайные) причины.

Частота отбора подгрупп определяется возможными изменениями процесса во времени, связанными, например, со сменой оператора или инструмента, новой партией материала и т.п. В зависимости от особенностей процесса это может быть одна подгруппа в час или в смену, две подгруппы в день... Количе­ство подгрупп должно быть достаточным, чтобы выявить все

Дивные причины изменчивости: желательно использовать не менее 25 подгрупп.

Собранные данные заносятся в контрольный листок. Далее Выбирается тип контрольной карты. Наиболее распространенными на практике, как отмечалось выше, являются карты Шухарта. Алгоритм выбора конкретного вида этих карт, рекомен­дуемый руководством, представлен на рисунке.

Рисунок – Алгоритм выбора контрольных карт Шухарта.

При необходимости контроля малых смешений среднего уров­ни процесса или его рассеяния применяются карты кумулятив­ных сумм или экспоненциально взвешенных скользящих сред­них. При контроле нескольких показателей используются многомерные карты.

После выбора типа карт проводится расчет контролируемых характеристик и оценивается положение пробных контрольных границ.

На втором этапе — при управлении процессом — собранные данные сравниваются с контрольными границами. Проверяется наличие неслучайного поведения процесса: выход контролируемой статистики за гра­ницу, наличие трендов, серий.

Любая из этих ситуаций хотя бы на одной из контрольных карт свидетельствует об отсутствии управляемого состояния про­цесса: это показатель того, что, кроме обычных (случайных) причин изменчивости процесса, появилась особая причина и требуется анализ процесса для ее устранения.

Учитывая, что, как правило, в контрольных картах исполь­зуется правило «трех сигм», т.е. расстояние между контрольными границами составляет шесть сигм, карта делится на шесть рав­ных зон шириной по одному.

ГОСТ 50779 42-99 (ИСО 8258-91) ГОСТ рекомендует 8 критериев для интерпретации хода технического процесса.

Третий этап управления процессом с использованием конт­рольных карт — это анализ и улучшение процесса. При этом пред­полагается, что процесс статистически управляем контролируемый показатель имеет нормальное распределение, границы допуска отражают требования потребителя.

Индекс работоспособ­ности процесса должен быть не ниже единицы, а желательно, и не менее 1,33. При меньших значениях необходимо или произвести центрирование процесса или вы­полнить мероприятия по снижению изменчивости всей систе­мы от случайных причин. В этом случае предпринимаются действия управленческого персонала по применению более ка­чественного оборудования, новых технологий производства, ис­пользованию материалов с более стабильными характеристика­ми, повышению квалификации операторов; эти действия требуют выделения соответствующих ресурсов. При анализе изменчиво­сти систем могут быть использованы причинно-следственная ди­аграмма, диаграмма Парето, а также методы планирования экс­перимента.

Если технологический процесс в результате проведенных мероприятий оказался стабильным и воспроизводимым на нуж­ном уровне, можно переходить к постоянному мониторингу с целью поддержания контролируемого показателя на заданно целевом значении. При этом для ведения контрольных карт пользуются уже найденные значения контрольных границ.

Стандарты, используемые в статистическом анализе процессов:

ГОСТ Р 50779.40-96 (ИСО 7870-93). Статистические методы. Контрольные карты. Общее руководство и введение.

ГОСТ Р 50779.41-96 (ИСО 7873-93). Статистические методы. Контрольные карты для арифметического среднего с предупреждающими границами.

ГОСТ Р 50779.42-99 (ИСО 8258-91) Статистические методы. Контрольные карты Шухарта.

ГОСТ Р 50779.43-99 (ИСО 7966-93).Статистические методы. Приемочные контрольные карты.

ГОСТ Р 50779.44-2001 Статистические методы. Показатели возможностей процессов. Основные методы расчета.

ГОСТ Р 51814.3-2001 Системы качества в автомобилестроении. Методы статистического управления процессами.