Анализ процесса производства с помощью контрольных карт

Первоначально карты использовались для регистрации результатов измерений требуемых свойств продукции. Выход параметра за границы поля допуска свидетельствовал о необходимости остановки производства и проведении корректировки процесса в соответствии со знаниями специалиста, управляющего производством. Это давало информацию о том, когда, кто, на каком оборудовании получал брак в прошлом. Однако в этом случае решение о корректировке принималось тогда, когда брак уже был получен. Поэтому важно было найти процедуру, которая бы накапливала информацию не только для ретроспективного исследования, но и для использования при принятии решений. Карты, которые используются при принятии решений, называются кумулятивными. Контрольная карта состоит из центральной линии, двух контрольных пределов (над и под центральной линией) и значений характеристики (показателя качества), нанесенных на карту для представления состояния процесса. В определенные периоды времени отбирают (все подряд; выборочно; периодически из непрерывного потока и т. д.) n изготовленных изделий и измеряют контролируемый параметр. Результаты измерений наносят на контрольную карту, и в зависимости от этого значения принимают решение о корректировке процесса или о продолжении процесса без корректировок. Интерпретацию и анализ контрольных карт начинают с карты размахов (R -карты).

Процедура анализа процесса с использованием контрольных карт может быть представлена следующей последовательностью.

1. В соответствии с требованиями контрольных карт собирают и обрабатывают данные наблюдений.

2. Строят R -карту. Сопоставляют нанесенные точки выборочных размахов с контрольными границами. Если есть точки вне границ или необычные структуры, то это говорит о наличии специальных причин, влияющих на ход процесса. В таком случае после проведения анализа процесса по пунктам 1-6 потребуется провести дополнительный анализ, чтобы определить (идентифицировать) их причины и осуществить необходимые корректирующие действия для предотвращения повторного появления обнаруженной причины.

3. Все данные выборок, на которые повлияли специальные причины, исключают из общего набора данных, а для оставшихся выборок производят пересчет среднего размаха R и контрольных границ. Необходимо добиться подтверждения того, что оставшиеся точки выборочных размахов демонстрируют состояние статистической управляемости. Если это не наблюдается с первого раза, то процедуру "выявление точек особых причин - исключение - пересчет" повторяют.

4. Если некоторые выборочные данные при построении R -карты исключены, то их надо исключить и при построения X -карты с соответствующим пересчетом общего среднего X и контрольных границ.

Исключение выборочных характеристик, указывающих на наличие специальных причин, и данных по которым они были рассчитаны, не следует рассматривать как исключение "плохих данных". Подобный прием позволяет более точно оценить внутреннюю (собственную) изменчивость процесса, вызываемую действием только случайных факторов, и более точно рассчитать контрольные границы.

5. Когда размахи находятся в статистически управляемом состоянии, то разброс процесса считается стабильным, и можно перейти к анализу поведения выборочных средних значений на X -карте.

6. Строят X-карту и анализируют поведение точек выборочных средних по отношению к контрольным границам. Поскольку выборочные средние значения X характеризуют настроенность процесса на заданный уровень в отдельные промежутки времени, то на X -карте возможно появление различных ситуаций.

Возможна ситуация, когда средние значения закономерно возрастают или убывают. Это говорит о том, что уровень настроенности процесса подвержен действию переменного систематического фактора, вызывающего этот тренд. Например, влиянию износа резца при обработке резанием и т.п. В этом случае требуется разработка правил регулирования процесса для предупреждения возникновения брака продукции.

Возможна ситуация, когда на карте выявляются необычные структуры точек, вероятность появления которых достаточно мала, а их появление указывает на наличие специальных причин, которые требуется выявить и устранить.

Рассмотренный порядок работы по интерпретации и анализу данных контрольных карт позволяет получить данные для оценки возможностей процесса, его пригодности для выполнения заданных требований, а также разработать для операторов процессов рекомендации и правила по управлению и регулированию хода процесса с использованием метода контрольных карт.

При наличии сигнала о нарушении производственного процесса должна быть выявлена и устранена причина нарушения. Таким образом, контрольные карты используются для выявления определенной причины, но не случайной. Под определенной причиной следует понимать существование факторов, которые допускают изучение. Разумеется, что таких факторов следует избегать. Вариация же, обусловленная случайными причинами, необходима, она неизбежно встречается в любом процессе, даже если технологическая операция проводится с использованием стандартных методов и сырья. Исключение случайных причин вариации невозможно технически или экономически нецелесообразно.

Контрольные карты применяются, когда требуется установить характер неисправностей и дать оценку стабильности процесса; когда необходимо установить, нуждается ли процесс в регулировании или его необходимо оставить таким, каков он есть.

Контрольной картой можно также подтвердить улучшение процесса.

Контрольная карта является средством распознания отклонений из-за неслучайных или особых причин от вероятных изменений, присущих процессу. Вероятные изменения редко повторяются в прогнозируемых пределах. Отклонения из-за неслучайных или особых причин сигнализируют о том, что некоторые факторы, влияющие на процесс, необходимо идентифицировать, расследовать и поставить под контроль.

Контрольные карты основываются на математической статистике. Они используют рабочие данные для установления пределов, в рамках которых будут ожидаться предстоящие исследования, если процесс останется неэффективным из-за неслучайных или особых причин.

Информация о контрольных картах содержится и в международных стандартах ИСО 7870, ИСО 8258 [6, с.112].