Идеальное состояние управления качеством - когда управление уже не требует проверки. (Каору Исикава)
Статистические методы - фундамент СМК
Кудряшов Андрей
Статья в 2-х частях с прологом и эпилогом.
Пролог.
Такое впечатление, что многие предприятия российского автопрома, "назло японцам, американцам и самим себе", продолжают экспериментировать в сфере СМК. В ожидании прихода ВТО, в условиях, когда местные конкуренты развиваются не по дням, а по часам, не стоит возлагать большие надежды на будущие успехи не внедрив "пользы ради, а не галочки для" статистические методы во всех процессах и на всех этапах жизненного цикла продукции. Внедрять ИСО/ТУ-16949, Кайдзен, Бережливое производство, Бенчмаркинг, Шесть сигм, Сбалансированную систему показателей, при этом, не сформировав у сотрудников статистическое мышление, не внедрив предварительно на своём предприятии статистические методы, значит просто в очередной раз "потусить" по качеству без конкретной пользы для своего предприятия. Очень сомнительно, что без применения статистических методов предприятию удастся на должном уровне внедрить процессный подход, создать эффективную структуру, снизить затраты на качество, достигнуть должного качества выпускаемой продукции.
Часть 1.
Согласно требованиям ИСО 9001, предприятие вправе применять статистические методы в том объёме, в котором сочтёт нужным. В ТУ-16949, в отличие от ИСО 9001 - статистические методы не только обязательны к применению, а, можно сказать, составляют главный стержень всей СМК. Вы спросите: "Почему такая разница?", и правильно сделаете! Некоторый ответ на этот вопрос дал ещё в 1998г. Берт Гантер, бывший ведущий колонки "Статистический уголок" в журнале Quality Progress. Он прямо заявлял: "ИСО-мания становится всепроникающей тенденцией в управлении качеством, где происходит повсеместное отступление от количественных методов в пользу качественных подходов: изучения человеческих отношений, организации труда, коммуникационных процедур, проведения различных собраний и т.д. Я не утверждаю, что все это бесполезные мероприятия. Некоторые из них важны и необходимы. Вместе с тем без применения количественных подходов, которые позволяют измерить реальный уровень качества и результативность мер по его повышению, все разговоры о качестве становятся беспредметными и ведут к серьезным промахам. Я считаю, что уход от количественных подходов в управлении качеством вообще и от применения статистических методов, в частности, представляет не что иное, как капитуляцию перед трудностями. Конечно, значительно проще научить работников правильному проведению совещаний или улучшению коммуникаций между подразделениями, нежели обучить их методам статистического контроля или планирования эксперимента. Поэтому, провозглашая эти методы неработоспособными или неэффективными в управлении качеством, многие просто стараются оградить себя от необходимых усилий для их изучения".
Следует отметить, что многие инженеры всегда достойно оценивали роль статистических методов при построении технологических процессов. Ещё в 1955 году в оборонной промышленности СССР, стали отказываться не просто от качественных методов в пользу количественных, но и применять те количественные методы, которые наиболее эффективны. Например, отказ от статистического входного и приёмочного контроля по концепции AQL в пользу системы бездефектного производства, в основе которой лежали статистические методы управления процессами. Полностью от качественных методов и статистического контроля, конечно, не отказались, но упор сделали в первую очередь именно на статистическое управление процессами. В 1962 году после ряда неудачных запусков ракет "Трайдент", систему бездефектного производства (американцы её назвали "ноль дефектов") стали внедрять и в США в оборонной и космической промышленности.
Американцы вообще молодцы. Черчилль говорил об американцах: "Американцы замечательные ребята, они всегда принимают правильное решение, после того как перепробуют все остальные". Ну, это американцы. А мы тоже от них не далеко ушли. Почти все наши достижения в сфере качества "переняли" японцы. В 1955 году японцы практически только делали первые шаги в сфере улучшения качества своей продукции, внедряя статистический контроль качества и статистическое управление процессами. Сегодня в Японии все владеют статистическими методами от оператора до директора. И это при том, что в Японии начали внедрять статистические методы на много позже чем в США, России и Европе. По крайней мере, в 1955г. Япония отставала от России более чем на 100 лет и на 30 лет от США. Но почему - то некоторые наши предприятия в гражданских отраслях так и остались практически в 20-30-х годах прошлого, а то и позапрошлого века. И если у нас на некоторых предприятиях есть трудности по внедрению SPC образца 1924 или 1941 года, то в Японии оператор должен владеть и более сложными методами, такими как Планирование эксперимента. В США, Японии и других странах - школьники учат статистические методы в обязательном порядке. Большое значение преподаванию статистических методов в школе придаёт ЮНЕСКО, регулярно проводя конференции по преподаванию статистики в средней школе. Для всех руководителей в развитых странах программа по Планированию эксперимента является обязательной с 60-х годов прошлого века! А в России не каждый преподаватель по теории вероятности и математической статистике в техническом ВУЗе может понятно объяснить студентам, как стат. методы применить на практике. И даже от специалиста по качеству с многолетним стажем на семинаре по статистическим методам и оптимизации процессов можно иногда услышать: "Вот оказывается, откуда сигма берётся!". А что тогда требовать от оператора, мастера или начальника цеха?
Статистических методов очень много, но давайте рассмотрим, как они востребованы в гражданских отраслях промышленности, например в автопроме. Разобьём все статистические методы на четыре группы. Если взять по одному среднестатистическому предприятию от России, страны ЕС, США и Японии, то получим примерно такую картину.
Часть 2.
Но давайте отвлечёмся от проблем автопрома, и отправимся в одну деревеньку, где варят, например такой популярный напиток как пиво. Рассмотрим пример. Только давайте условимся: все совпадения с производством автокомпонентов абсолютно случайны.
В первой избе внедрили СМК например ИСО-9001 и применяется статистический выборочный контроль. Каждую подготовленную к отправке партию подвергают выборочному статистическому контролю. Из партии случайным образом отбирают некоторое количество бутылок и проверяют качество согласно разработанной в соответствии с Техническими условиями технологии на контроль.
Такой контроль, понятное дело, качества не добавляет, да и расходы на него большие. При этом возможна ситуация пропуска поставщиком партии, в которой % брака может оказаться большим. Даже если требование потребителя "0 дефектов".
Кто-то скажет - есть выход: 100% контроль. Во первых, 100% контроль уже не выборочный контроль. Во вторых, он приводит к повышенным затратам на качество. В третьих, как ни странно, и при 100% контроле могут быть ошибки. Остаётся человеческий фактор (ошибся, пропустил, отошёл, отвлёкся). Ну а в рассматриваемом примере этот вид контроля вообще вряд ли возможен.
Выборочный статистический контроль - всегда был весьма популярен на российских предприятиях. В этом, конечно, была большая заслуга отечественных ученых М.В.Остроградского и П.Л.Чебышева. Полтора века прошло с того времени, когда в российской армии в середине XIX века (за 100 лет до американцев) для контроля качества поставляемых армии товаров был применён статистический выборочный контроль. Статистический выборочный контроль в в оборонке США внедрили только в 1942 году. Но отдадим должное американцам, их интересовало не только качество на входном контроле оборонных предприятий, но и применение результатов статистического контроля для оценки и выбора поставщиков.
Вернемся к сути выборочного статистического контроля. Контроль проводится на основе системы (стандарта) правил контроля, предписывающих использование определённого плана контроля в зависимости от количества изделий в контролируемой партии, результатов контроля предыдущих партий, трудоёмкости контроля и т.д.
Основным методом отбора изделий для статистического контроля является случайный выбор, при котором изделия наудачу отбираются для контроля. Существует множество стандартов для проведения статистического контроля:
только для входного, для приёмочного контроля (с возможностью применения к входному контролю);
для контроля по альтернативному или количественному признаку;
для партий штучной продукции и для продукции при непрерывном производстве без формирования партий;
для контроля с пропуском партий и т. д.
На сегодняшнем этапе требований к качеству продукции на уровне "ноль дефектов" данные стандарты не гарантируют 100% годных изделий. Можно менять оперативную характеристику, варьируя видом контроля (от ослабленного к нормальному или усиленному), изменяя объём выборки, приёмочное и браковочное число. Но особого толка не будет, если от вас требуется уровень не более 50 ppm. Пытаться обеспечить требование "ноль дефектов" только с помощью статистического выборочного контроля - это всё равно, что ловить ершей сетью предназначенной для ловли более крупной рыбы. Попросту говоря, при требовании менее 500 ppm статистический выборочный контроль становится малоэффективным. Кроме того, требуются значительные затраты, так как необходимо применять планы, при которых проверяется большое количество деталей от каждой партии.
Но полностью в один миг отказываться от SQC не рекомендуется (особенно на входном контроле). Требуется большая планомерная работа по определению требований к продукции, согласование и пересогласование ТУ и договорной документации, обучение ваших коммерсантов, специалистов из договорного отдела и в первую очередь поставщиков.
Вторая изба. Тут всё как у людей. Качество обеспечивается процессным подходом. Выборочный контроль присутствует, но главное - работают статистические методы управления процессом. Своё место нашли контрольные карты. Применяются методы описательной статистики, семь простых и семь новых статистических методов, как для поиска особых причин изменчивости и оптимизации процессов (там где можно обойтись простыми методами), так и для мониторинга показателей всех процессов.
Проверяется качество, которое должно быть не просто в технологическом допуске, а гораздо выше (процесс в контрольных границах). И как только намечается изменение параметров качества, выявляются и устраняются причины изменчивости. Переход от контроля к предупреждению. Персонал проводит MSA и снижает риски с помощью процедуры FMEA. При таком процессе пивоварения можно обеспечить ноль дефектов при минимальных расходах на контроль и снизить за счет этого затраты на качество. По крайней мере, 50 PPM обеспечить реально. В этой избушке внедрили также Сбалансированную систему показателей.
Становлением SPC мы обязаны Шухарту. Именно он в первой четверти 20-го века создал инструментарий статистического регулирования процессов производства. В современной интерпретации его инструменты значительно развились и находят широчайшее применение, как в том виде, в каком были созданы, так и в сочетании с другими методиками. Сейчас вряд ли найдется успешно функционирующее на западном, да и на российском рынке предприятие, на котором не внедрены статистические методы управления процессами. При наличии того богатого выбора программных продуктов по статистическим методам, не применять их на своём предприятии - значит проводить политику против своего предприятия.
Согласно подходу Шухарта - управление качеством направлено на обеспечение стабильности процессов и уменьшение вариаций параметров путем исключения нарушающих стабильность причин (в первую очередь особых причин изменчивости). Шухарт рассматривал контрольную карту, как геометрическую интерпретацию "голоса процесса". Контрольная карта может использоваться для понимания поведения процесса. Кроме того, в обязательном порядке рассматриваются индексы воспроизводимости/пригодности процесса, методики из числа семи простых и семи новых и элементы описательной статистики.
Для меня, Шухарт интересен не только как идеолог контрольных карт, но и своим пониманием качества. В одной из своих статей он писал: "Управление качеством промышленной продукции состоит из трёх скоординированных между собой функциональных этапов: точного определения намеченного уровня качества; производства продукции, отвечающей этому уровню качества, и проверки соответствия изготовленной таким образом продукции заданному уровню качества".
Третья изба. В ней, как и во второй избе, внедрили SPC, MSA и FMEA, но, кроме того, внедрили Планирование Эксперимента. Строят модели процессов, проверяют модели на адекватность с помощью критериев Фишера и Стьюдента. Определены с помощью Планирования эксперимента оптимальные режимы процесса. И с помощью статистических методов "мониторят" уже оптимальные характеристики. В этом случае затраты на контроль качества процесса снижаются в десятки раз.
А чем тогда заниматься? Изучают продукцию конкурентов, применяя систему Бенчмаркинга, анализируют потребительский спрос, улучшают потребительские свойства продукции, строят домики качества по процедуре QFD, совершенствуют Сбалансированную систему показателей.
Если кто думает, что метод планирования эксперимента - это не для предприятий, то сильно ошибается. Применение планирования эксперимента (ПЭ) - это уже актуально для всех. Только не все об этом пока догадываются. Умение статистически обработать данные, выдвинуть гипотезу, проиграть в уме несколько вариантов её проверки и выбрать оптимальный вариант, умение статистически проверить правильность гипотезы и, при необходимости, вовремя изменить ход работ составляет суть планирования эксперимента и имеет большое значение во всех сферах человеческой деятельности. Это как раз и экономит время и деньги предприятия, позволяя быстро устранить проблему с минимальным количеством замеров, или вообще обходиться без проблем.
В автомобильной промышленности Японии ПЭ начало очень активно применяться с конца 60-х годов прошлого века, а в а/м промышленности США с середины 80-х годов. ПЭ даёт ответы на три главных вопроса:
1. Как провести исследование проблемы, сделав минимальное количество замеров.
2. Каким математическим способом обработать результаты замеров.
3. Какие сделать выводы об улучшении процесса (поиск особых причин или поиск оптимума).
Возможность применения ПЭ не только к процессам производства, а также и к экономическим, технико-экономическим процессам, к вопросам снижения затрат на качество позволяет применять ПЭ не только технологам, но и экономистам, специалистам по качеству и бизнес-планированию.
Четвёртая изба. Тут всё, как и в третьей. Но есть одно новшество. Оно называется "защита от ошибок". Кто-то скажет: " А зачем козе баян? Раз они такие крутые перцы - зачем им ещё и защита от ошибок?" Ответ простой. Даже самый ужатый по Ср и хорошо настроенный по Срк процесс имеет тенденцию "гулять" в рамках контрольных границ на полторы "сигмы" в каждую сторону. Кроме того, возможно влияние известного "человеческого фактора". Именно для исключения возможных ошибок по вине персонала ставится защита от ошибок.
Защита от ошибок делится собственно на защиту от ошибок и защиту от дурака. Защита от ошибок - это методы, которые позволяют избежать в процессе работы ошибок в результате установки неправильной детали, пропуска детали, установки детали не той стороной. Распространённые приёмы защиты от ошибок: учесть особенность сборки в конструкции детали, в конструкции оснастки, в системе датчиков и фотоэлементов. Защита от дурака не позволяет совершить случайным образом или нарочно грубой ошибки, которая может привести к аварии, сбою работы или браку из-за низкой квалификации оператора, или желания проскочить надеясь на "авось". Например, если какой то режим может привести к аварии, то в схеме станка предусмотрено его автоматическое выключение или "невозможность" задания такого режима. Иногда купив иномарку россияне отключают часть датчиков. Потому-что "глупая" иномарка не желает заводиться и ездить на том бензине, масле и на тех режимах которые приводят к ускоренному износу, падению мощности или поломке.
В пятой избе тоже варят пиво. Там ограничились формальным внедрением СМК "для сертификата", а о серьезном применении статистических методов и слышать не хотят. В этой избе определили цели и задачи в области качества, разработали руководство по качеству, формально внедрили процессный подход и разработали больше сотни различных документов СМК. Каждый день проводят собрания по качеству, заседания, разрабатывают мероприятия. Через 5-6 лет они всё ещё будут варить пиво, но немного, только для внутреннего потребления потому-что без применения статистических методов редко какому предприятию удаётся на должном уровне внедрить процессный подход, создать эффективную структуру, добиться результатов по улучшению качества выпускаемой продукции, снизить затраты на качество. Поэтому много у нас предприятий (отгородившихся от статистических методов), которые прошли сертификацию, но так и не смогли на должном уровне внедрить процессный подход с увязкой показателей всех процессов как между собой, так и со стратегическими целями предприятия.
Рассмотрим некоторые обобщения для нашей деревеньки. Вроде бы избы одинаковые, СМК везде внедрили, хмель из одного леса, ячмень с одного поля, вода из одной колонки, колхозники из одной деревни, а пиво получается разное по качеству. Понятно, почему японцы после войны не имея, средств и сырья смогли "сделать" по полной программе своих победителей. Просто их победители продолжали жить в первой избе (входной и приёмочный статистический контроль по устаревшим стандартам) и в пятой избе (внедряли в основном качественные методы). А японцы не просто занимались копированием, а брали всё лучшее и творчески применяли к своим условиям, с учётом своих национальных особенностей. Они отлично поняли, что без внедрения и правильного применения статистических методов, без глубокого понимания вариабельности процессов ни о каком качестве говорить не возможно.
Японцы очень эффективно внедрили кроме статистических методов управления процессами - планирование эксперимента и защиту от ошибок. Кроме того методы "Кайдзен", "Бережливое производство", "Шесть сигм" - это все инструменты по снижению вариабельности и в их основе также лежат статистические методы.
Мы в чем-то похожи на американцев. И мы, и они в основной массе пытаемся просто перенять чужой опыт, причём, как правило, это то, что в своё время было заимствовано у нас или у американцев этими же самыми японцами. Как говорится "Восток дело тонкое". Но ничего мы на половину азиаты и это обнадеживает.
Но вернёмся к нашей деревне. Ранее все жители поставляли продукт, например, одному отечественному потребителю. Ситуация изменилась. Пришла крупная иностранная компания. Что будет дальше. Не трудно предугадать. Первая и пятая изба пойдут по миру. Вторая, возможно, станет поставщиком. Третья и четвёртая станут поставщиками, причём они еще сами будут выбирать своего потребителя. Кроме того, если они будут целенаправленно заниматься не только качеством продукта, но и постоянным улучшением его потребительских свойств, например, с помощью методик QFD или APQP, снижать затраты на качество, вырабатывать хорошие стратегии, применять элементы бережливого производства, то возможно они не только станут поставщиками иностранной компании, но и станут экспортировать свою продукцию выбирая своих зарубежных потребителей.
Эпилог.
А зачем про пиво? А с автокомпонентами, что разве по другому? Статистические методы они и в Африке статистические методы. Вот только внедрить просто с помощью одного приказа или распоряжения тут не получится. Необходимо развитие статистического мышления у своих сотрудников, но об этом подробно в ближайшем выпуске нашей странички.
Здесь что-то возможно покажется Вам слишком эмоциональным, что-то спорным. Но в современном мире дискуссии на тему необходимости внедрения статистических методов давно закончились. Тем более удивительно как некоторые руководители предприятий или директора по качеству пытаются решить все вопросы конкурентоспособности своих предприятий и улучшения качества продукции только с помощью качественных методов.
Также на сайте:
Системы управления и их эволюция
Система заинтересованных сторон: стратегическая ценность
Новое на форуме
О проекте
quality.eup.ru - один из самых старых в рунете ресурсов, посвященных менеджменту качества во всем его разнообразии.
Нам более 7 лет, и все это время ресурс пополняется новыми и новыми материалами, почти ежедневно. Если вы ищете информацию о менеджменте вообще и управлении качеством в частности, скорее всего, вы найдете эту информацию здесь.
Кроме отличной и действительно большой подборки статей, действует живой форум по менеджменту качества.
Добавить в "Избранное"