2. Система статистического контроля ПРОЦЕССА
Для успешного развития компании в условиях современного высококонкурентного рынка ей необходимо непрерывно совершенствоваться и искать более эффективные пути для производства товаров и услуг. Технологические процессы должны обеспечивать высокую однородность качества и низкие доли несоответствующих единиц продукции.
Важным инструментом совершенствования технологических процессов и обеспечения качества выпускаемой продукции является статистический контроль процесса (SPC), подразумевающий использование статистических методов для мониторинга и контроля вариации в процессе. Кроме того, статистический контроль применяется для отслеживания стабильности процессов изготовления товаров и оказания услуг. В случае нестабильности процесса осуществляется поиск причин, вызывающих нестабильность, их устранение и коррекция процесса.
Основные особенности статистического контроля процесса:
- обработка данных и применение статистических методов для их интерпретации не являются конечной целью процесса. Основным результатом должно быть углубление понимания сути производственного процесса;
- основные подходы и методики, рассмотренные в данной работе, могут быть применены к любой области - как к работе цеха, так и к работе офиса.
SPC существует для статистического управления процессами, а не изделиями. Применение статистических приемов к управлению продукцией должно быть только первым шагом. Пока сами процессы, производящие продукцию, не станут приоритетом, усилия по улучшению качества, повышению производительности и снижению затрат не принесут требуемого результата.
Традиционно изготовитель делал акцент на производственном процессе для того, чтобы создать продукт, и на контроле качества конечного продукта, чтобы отбраковать изделия, не соответствующие заданным требованиям. В спорных ситуациях осуществлялись многократные перепроверки, то есть применялась стратегия обнаружения дефектов, заставляющая тратить время и материалы на продукты и услуги, которые не всегда оказываются годными. Намного более эффективно избегать брака не производя непригодного продукта, используя стратегию предупреждения. Система статистического контроля позволяет не только сократить или ликвидировать брак, но и усовершенствовать производственный процесс, сделать его более эффективным.
Под процессом понимается полная совокупность поставщиков, производителей, людей, оборудования, входных материалов, методов и окружающей среды, которые работают вместе, чтобы создать продукт, и потребителей, которые используют этот продукт. Общая эффективность процесса зависит от связи между поставщиком и потребителем, от того, как процесс управляется и функционирует. Остальная часть системы управления процессом полезна, только если она делает вклад, либо в поддержание высокого качества, либо в повышение общей эффективности процесса.
Определенные данные о реальной эффективности процесса могут быть получены при изучении его выхода, но самая важная информация является результатом понимания самой сути процесса и его внутренней изменчивости. Максимум внимания должно быть направлено на характеристики процесса (такие как температура, длительность циклов, скорость подачи, невыходы персонала, его текучесть, опоздания, различные остановки хода и т.п.). Информация собранная и проинтерпретированная правильным образом может показать развивается ли процесс обычным или необычным путем. Затем, если это необходимо, должны быть предприняты шаги по корректировке процесса, при этом все действия должны быть своевременными и адекватными, иначе ранее приложенные усилия по обработке информации окажутся бесполезными.
Действия над процессами наиболее экономичны в тех случаях, когда они предпринимаются, чтобы предотвратить сильные отклонения важных характеристик от их целевых значений. Этим поддерживается стабильность и изменчивость в приемлемых пределах выхода процесса. Такое действие может состоять в изменениях операций (обучение оператора, изменение свойств входных материалов и т.д.) или элементов самого процесса (оборудование, требующее улучшения, коммуникативные проблемы персонала, чувствительность процесса к изменениям температуры или влажности в цехе). Последствия изменений фиксируются, и на их основе проводится дальнейший анализ.
Чтобы эффективно использовать для управления процессом полученные в ходе измерений данные, необходимо рассмотреть понятие изменчивости. Никакие два продукта или две характеристики не могут быть абсолютно идентичны, поскольку любой процесс содержит множество источников изменчивости. Различия между продуктами присутствуют всегда, хотя они могут быть как большими, так и неизмеримо малыми. Например, диаметр выточенного вала будет зависеть от станка (зазоры, износ подшипников), инструмента (стойкость, скорость износа), материала (диаметр, твердость), оператора (подача детали, точность центрирования), обслуживания (смазка, замена изношенных деталей) и окружающей среды (температура, постоянство источника энергии). Другой пример - время заполнения накладной может меняться в зависимости от людей, выполняющих отдельные шаги, надежности используемого ими оборудования, точности и разборчивости заполнения документов, принятой процедуры и объема других работ в офисе.
Некоторые причины изменчивости в процессе, например, люфты и зазоры в станке и его приспособлениях или точность работы бухгалтера порождают кратковременные различия между единицами. Другие причины изменчивости имеют тенденцию создавать изменения в продукте только в течение длительных интервалов времени, например, постепенно, как при износе инструмента или станка, ступенчато, как при процедурных изменениях, или нерегулярно, как при изменениях окружающей среды, таких как колебания источников энергии. Поэтому интервал времени и условия, при которых делались измерения, будут влиять на величину общей изменчивости.
Рис. 1. Варианты распределений
Хотя результаты отдельных измерений значения могут быть различны, при группировке они образуют структуру, изображаемую в виде распределения (рис. 1), которое может быть охарактеризовано через:
- положение (типовое значение);
- разброс (расстояние между наибольшим и наименьшим значениями);
- форму (структуру изменений - симметрия, скошенность и пр.).
С точки зрения минимальных требований вопрос изменчивости часто упрощают: детали с размерами внутри допусков приемлемы, а детали вне допусков, неприемлемы; отчеты, сделанные вовремя, приемлемы, а запоздавшие неприемлемы. Однако для управления любым процессом и снижения его изменчивости изменения должны быть прослежены назад с целью выявления их причин. Первым шагом является разделение причин на общие и особые причины изменчивости.
К общим причинам относятся многочисленные источники изменчивости в процессе, которые имеют стабильное и повторяемое распределение во времени. Процесс, в котором присутствуют только общие причины изменчивости, называется процессом “в статистически управляемом состоянии”, “статистически управляемым” или “управляемым”. Общие причины ведут себя как стабильная система случайных причин. Если присутствуют только общие причины изменчивости, выход процесса предсказуем.
Особые причины отражают любые вызывающие изменения факторы, которые действуют на процесс не всегда. Их возникновение вызывает изменение распределения общего процесса. Если все особые причины изменчивости не идентифицированы и не устранены, то они будут влиять на выход процесса непредсказуемым образом. Особые причины делают выход процесса не стабильным во времени.
Изменения в распределении процесса могут быть вредными или полезными. Когда они вредны, они должны быть идентифицированы и устранены. Когда полезны, они так же должны быть идентифицированы и сделаны постоянной частью процесса. Для некоторых отработанных процессов, то есть прошедших несколько циклов непрерывного усовершенствования, потребитель может разрешить использование процесса с закономерно возникающей особой причиной. Такое разрешение обычно требует, чтобы планы управления для процесса могли обеспечить соответствие требованиям потребителя и защитить процесс от других особых причин.
Простые приемы статистического управления процессами могут обнаруживать особые причины изменчивости. Распознавание особых причин и принятие надлежащих действий является обязанностью тех, кто непосредственно связан с работой процессов. Хотя для осуществления изменений в процессе иногда должны привлекаться менеджеры, решение вопроса устранения особой причины изменчивости обычно требует локальных действий, особенно на начальных этапах усовершенствования процесса. Когда в действиях по устранению особых причин достигнут успех, вторая часть работы требует не локальных, а менеджерских усилий.
Те же простые статистические приемы могут определить степень влияния общих причин изменчивости, но для выделения подобных причин требуется более детальный анализ процесса. Устранение общих причин изменчивости, как правило, является обязанностью руководства. Люди, непосредственно связанные с работой процесса, часто находятся в лучшей позиции для идентификации этих причин, но решение вопросов по общим причинам изменчивости требует действий над системой в целом.
Обобщая вышесказанное можно констатировать, что:
a) локальные действия:
- требуются для устранения особых причин изменчивости;
- чаще всего предпринимаются людьми, близкими к процессу;
- могут исправить, как правило, около 20 % проблем в процессе.
b) действия над системой:
обычно требуются для снижения изменчивости от общих причин;
почти всегда требуют менеджерских действий для коррекции;
необходимы для исправления, как правило, около 80 % проблем в процессе.
Система управления процессом может быть описана как система с обратной связью. Статистический контроль процесса (SPC) - один из примеров подобных систем. Целью системы управления процессом является принятие экономически верных решений относительно действий, связанных с процессом, что требует сопоставления последствий выполнения не требуемых (не нужных) действий (излишнего управления) и не выполнения необходимых действий (недостаточное управление). Эти риски должны быть рассмотрены в контексте двух типов причин изменчивости, рассмотренных выше - особых причин и общих причин (рис. 2).
Процесс действует в статистически управляемом состоянии, если источниками изменчивости являются только общие причины, поэтому одной из функций системы управления процессом является подача статистического сигнала в ситуациях, когда присутствуют особые причины изменчивости, и избежание подачи ложных сигналов в тех случаях, когда таких причин нет. Это позволяет принимать соответствующие действия по особым причинам (либо по их устранению, либо, если они выгодны, по их внедрению в процесс).
При рассмотрении воспроизводимости процесса необходимо учитывать два отчасти противоречащих друг другу момента:
Воспроизводимость процесса определяется изменчивостью, которая происходит от общих причин. Она представляет собой наилучшие возможности самого процесса (т.е. минимальный разброс), если он находится в статистически управляемом состоянии, безотносительно к расположению процесса относительно допуска.
Рис. 2. Управление процессом
Для потребителей, как внешних, так внутренних, более важен общий результат процесса и его соответствие их требованиям (определенным как спецификации, каждая из которых показывает, что требуется для удовлетворенности потребителя) безотносительно к изменчивости самого процесса.
Так как процесс, в статистически управляемом состоянии, может быть описан предсказуемым распределением, то из последнего можно определить долю деталей, соответствующих заданным требованиям. Поскольку процесс остается статистически управляемым, то он не проявляет изменений в положении, разбросе или форме распределения и продолжает производить ту же долю деталей, соответствующих требованиям. Первое действие над процессом должно быть связано с приведением процесса к целевому значению. Даже, если разброс процесса неприемлем, приведение процесса к целевому значению позволяет производить минимальное число деталей, не соответствующих требованиям. Действия над системой для снижения изменчивости от общих причин (то есть для снижения разброса) обычно требуются для того, чтобы улучшить способность процесса (и его выхода) постоянно соответствовать заданным требованиям.
Каждый процесс может быть проклассифицирован в зависимости от воспроизводимости и управляемости:
Соответствие требованиям
|
Управляемость
|
Управляем
|
Неуправляем
|
Приемлем
|
Вариант 1
|
Вариант 3
|
Неприемлем
|
Вариант 2
|
Вариант 4
|
Чтобы быть приемлемым, процесс должен находиться в статистически управляемом состоянии, и присущая ему изменчивость (воспроизводимость) должна быть меньше, чем обозначенный допуск. Идеальной ситуацией является вариант 1, когда процесс статистически управляем и его способность соответствовать требованиям удовлетворительна. Вариант 2 означает, что процесс статистически управляем, но имеет чрезмерную изменчивость от общих причин, которая должна быть снижена. Вариант 3 подразумевает, что процесс удовлетворяет требованиям, но не является статистически управляемым. Особые причины изменчивости должны быть идентифицированы и удалены. Вариант 4 - процесс и не управляем и неприемлем. Должны быть снижены вариации, как по общим, так и по особым причинам.
Воспроизводимость используется как основа для прогнозирования с учетом представляемых процессом статистических данных только после того, как процесс станет статистически управляемым. Строить корректные прогнозы, основанные на данных, получаемых от нестабильного и непредсказуемого во времени процесса, невозможно.
После установления того факта, что процесс стабилен и способен соответствовать требованиям в текущий момент, следует произвести долгосрочное исследование процесса. Данные должны собираться на протяжении такого времени и таким образом, чтобы включить все ожидаемые причины изменчивости, так как ряд причин может быть ненаблюдаемым при краткосрочном обследовании. Когда собрано достаточное количество данных, они наносятся на контрольную карту, и, если не найдены особые причины, вычисляются долговременные показатели воспроизводимости и пригодности процесса. Одной из целей подобного исследования является определение способности процесса удовлетворять требованиям потребителя в течение длительного времени со многими возможными причинами изменчивости, то есть осуществляется количественная оценка пригодности процесса.
При применении концепции непрерывного совершенствования производственных процессов выделяются три стадии, образующие замкнутый цикл:
1. Анализ процесса. Основой для совершенствования процесса является понимание процесса. Ответы на следующие вопросы помогут лучше понять процесс:
- Что должен делать процесс?
- Что может быть не так?
- Что может изменяться в этом процессе?
- Что мы уже знаем об изменчивости процесса, какие параметры наиболее чувствительны к изменениям?
- Что делает процесс?
- Производит ли процесс брак или детали, требующие переделки?
- Производит ли процесс продукцию, которая находится в статистически управляемом состоянии?
- Воспроизводим ли процесс?
- Надежен ли процесс?
Чтобы достичь лучшего понимания процесса, можно использовать такие методы как групповые встречи, консультации с разработчиками процесса и обслуживающим его персоналом (“эксперты по существу предмета”), рассмотрение истории процесса или анализ видов и последствий отказов.
2. Поддержание процесса. Когда лучшее понимание процесса достигнуто, процесс необходимо поддерживать на надлежащем уровне воспроизводимости. Но процессы изменяются со временем. Для того чтобы предотвратить нежелательные изменения, надо следить за пригодностью процесса. Желательные изменения так же должны быть поняты и осуществлены. Построение и применение контрольных карт способствует эффективному наблюдению за процессом. Когда наблюдатель получает сигнал, что процесс изменился, должны быть приняты быстрые и эффективные меры для изоляции причин изменения и противодействия им.
Совершенствование процесса. Действия, описанные в двух первых пунктах, направлены на стабилизацию и поддержание процесса. Однако для некоторых процессов потребитель чувствителен даже к изменениям внутри пределов технических требований. В этих случаях цель непрерывного усовершенствования не будет достигнута, пока изменчивость не будет снижена – для этого используются дополнительные средства анализа процесса, включающие статистические методы, такие как планирование экспериментов и более сложные контрольные карты.
Совершенствование процесса через уменьшение изменчивости обычно предусматривает целенаправленное введение изменений в процесс и измерение последствий этого. Целью является лучшее понимание процесса, которое, в свою очередь, позволяет снизить изменчивость от общих причин. Результат этого снижения - повышение качества при меньших затратах.
После определения новых параметров процесса, цикл возвращается к первому пункту. Поскольку были сделаны изменения, стабильность процесса должна быть снова подтверждена. Затем процесс продолжает движение по циклу совершенствования.
|
