Статистические методы управления процессами высокотехнологичного производства

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьёва» Статистические методы управления процессами высокотехнологичного производства Лекции Разработал канд. техн. наук, доцент Н. В. Горячева Лекции рассмотрены и рекомендованы для использования в учебном процессе на заседании кафедры ОП и УК «04» июня 2013 г. Протокол № 4-13 Заведующий кафедрой ОП и УК, д-р техн. наук, профессор Э. В. Киселев Рыбинск 2013 СОДЕРЖАНИЕ 1. Управление процессами 3 1.1. Понятие процесса и управления процессами 3 1.1.1. Понятие и составляющие процесса 3 1.1.2. Классификация процессов 7 1.1.3. Характеристики качества процессов 10 1.2. Процессный подход 10 1.2.1. Основные положения процессного подхода 10 1.2.2. Выявление процессов 12 1.3. Моделирование и описание процессов 16 1.3.1. Методология ARIS 19 1.3.2. Методология DFD 24 1.3.3. Методологии IDEF 25 2. Математическая статистика в управлении процессами 35 2.1. Статистические методы управления процессами 35 2.1.1. Различия в качестве и их причины. Цель статистического управления 35 2.1.2. Локальные действия и действия над системой 39 2.2. Применение контрольных карт Шухарта 40 2.2.1. Общие ведения о контрольных картах 40 2.2.2. Контрольные карты по количественному признаку 41 2.2.3. Анализ контрольных карт 42 2.2.4. Контрольные карты по альтернативному признаку 46 2.3. Индексы воспроизводимости процесса 48 3. Совершенствование деятельности организации на основе концепции «Шесть сигм» 49 3.1. Общие сведения о концепции «Шесть сигм» 51 3.2. Статистические основы «Шесть сигм» 52 3.3. Применение DMAIC и DFSS 56 3.3.1. Решение проблем с помощью DMAIC 56 3.3.2. Создание новых продуктов с помощью DFSS 57 Список использованных источников 58 1. Управление процессами 1.1. Понятие процесса и управления процессами 1.1.1. Понятие и составляющие процесса В соответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 9000 – 2015 [1], Процесс – совокупность взаимосвязанных и(или) взаимодействующих видов деятельности, использующие входы для получения намеченного результата. Примечания 1 В зависимости от контекста «намеченный результат» называется выходом, продукцией или услугой. 2 Входами для процесса обычно являются выходы других процессов, а выходы процессов обычно являются входами для других процессов. 3 Два или более взаимосвязанных и взаимодействующих процессов совместно могут также рассматриваться как процесс. 4 Процессы в организации, как правило, планируются и осуществляются в управляемых условиях с целью добавления ценности. 5 Процесс, в котором подтверждение соответствия конечного выхода затруднено или экономически нецелесообразно, часто называют «специальным процессом». Процессами, например, являются: - сборка персональных компьютеров; - доставка продукта, заказанного потребителем; - снятие денег с персонального счета; - ежемесячный отчет руководителю и т. д. У любого процесса есть границы, определяемые начальной стадией (вход) и конечной (выход). Выход процесса, по существу, является результатом преобразования или набора преобразований, типы которых могут быть классифицированы четырьмя категориями [2]: - физическое преобразование; - преобразование места расположения; - преобразование сделки, договора, протокола или ведения дела; - информационное преобразование. Составляющими процесса являются: вход, выход, управление и ресурсы (рис. 1). Рис. 1. Модель процесса Вход процесса – это объекты, подлежащие преобразованию: материалы, сырье, полуфабрикаты, документация, информация и др. Выход – это цель процесса, его результат: готовый продукт, информация, документ, состояние системы или потребителя (например, удовлетворенность) и др. Каждый процесс должен иметь хотя бы один выход, в противном случае процесс не имеет смысла. Ресурсы или механизм – это система, осуществляющая преобразование входа в выход. К ним относятся: персонал, выполняющий процесс, оборудование, инструмент, здания, сооружения и т. п. – все то, с помощью чего осуществляется процесс, что может использоваться в процессе. В отличие от входа ресурсы не подлежат преобразованию в рассматриваемом процессе, хотя могут изменять свое состояние (например, оборудование может изнашиваться, персонал – стареть). Управление – это то, что оказывает воздействие на процесс (прежде всего, ресурсы) с целью достижения поставленной цели (выхода). Управляющие воздействия носят ограничивающий характер и определяют как, в соответствии с чем следует выполнять процесс. Чаще всего это документы, содержащие определенные требования: законы, стандарты, методики, инструкции, планы, распоряжения руководства и др. Элементы процесса определяют в следующем порядке: выход  вход  ресурсы  управление. Например, для процесса изготовления продукции (рис. 2) выходом будет являться продукция (и отходы), входом – материалы, ресурсами – персонал, оборудование, инструмент, здания, финансовые средства, время и т. д., управлением – технологии, методики, инструкции, планы, стандарты, руководящие указания, требования законодательства и др. Причем, план регламентирует время выполнения процесса, должностные и рабочие инструкции регламентируют поведение персонала, технология регламентируют используемое оборудование и инструмент, стандарты и законы регламентируют характеристики зданий (например, с точки зрения техники безопасности и пожарной безопасности), распоряжения руководства – использование финансовых средств (при необходимости). Рис. 2. Модель процесса изготовления продукции Выход одного процесса является входом, управлением или ресурсом для другого. В этом случае образуется система процессов, с помощью которой достигается запланированная цель (рис. 3). Пример такой системы, построенной с помощью ППП Microsoft Visio, приведен на рис.4. Рис. 3. Система процессов Рис. 4. Пример системы процессов Целесообразно для каждого процесса назначить его руководителя – лицо, ответственное за его качественное функционирование и выполнение [2]. Руководитель процесса должен: • согласовать входные и выходные требования в интерфейсе процесса; • нести ответственность за корректировку возможных недостатков и содействовать решению возникающих проблем; • предусмотреть для исполнителей вносить изменения в операции; • способствовать улучшению процесса и соответственно качеству его выхода. Каждый процесс должен иметь своего владельца, который отвечает за улучшение работы процесса и может принимать самостоятельные решения. Руководитель цеха отвечает за функциональный процесс, в то время как рабочий является владельцем операции, выполняемой на конкретном станке, т.е. лицом, принимающим самостоятельные решения, как лучше выполнить ту или иную операцию при изготовлении детали с заданными параметрами качества, исходя из своих возможностей и возможностей станка. 1.1.2. Классификация процессов Процессы могут быть классифицированы по различным признакам. По степени влияния на получение добавленной ценности (и по характеру взаимодействия) выделяют следующие виды процессов [2–4]. 1. Основные (базовые) – процессы, непосредственно создающие (изменяющие) ценность продукции; их результатом является продукция или услуга. К основным процессам обычно относятся: - разработка конструкторской документации; - технологическая подготовка производства; - закупка материалов; - освоение производства; - собственно производство; - контроль в процессе производства; - испытания продукции; - поставка продукции; - сервисное обслуживание в эксплуатации; - утилизация. 2. Обеспечивающие (поддерживающие) – процессы, результатом которых является создание необходимых условий (ресурсов) для осуществления основных процессов. Например: - закупка оборудования; - управление метрологическим обеспечением; - управление инфраструктурой (оборудование, здания, транспорт, энергосбережение, информационно-коммуникационные технологии); - управление производственной средой (охрана труда, охрана окружающей среды, техника безопасности); - управление финансовыми ресурсами; - управление персоналом. 3. Управляющие (процессы менеджмента) – процессы, результатом которых является повышение результативности и эффективности основных и поддерживающих процессов: - разработка и реализация политики и целей в области качества; - изучение спроса и ожиданий потребителей; - планирование; - анализ СМК со стороны высшего руководства; - аудит СМК; - самооценка; - управление документацией; - анализ удовлетворенности потребителей и др. Для реализации процессного подхода в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р ИСО 9001 – 2015 организация должна определять процессы, необходимые для системы менеджмента качества, и их применение в рамках организации [5]. Взаимодействие перечисленных процессов в организации в общем виде можно представить следующим образом (рис. 5). По степени детализации функций различают: - межфункциональный процесс, охватывающий всю организацию, пересекающий границы подразделений и представляющий собой совокупность взаимосвязанных процессов, направленных на достижение целей организации; - функциональный процесс, выполняемый одним функциональным подразделением организации; - индивидуальный процесс, выполняемый отдельным исполнителем. Взаимосвязь этих процессов показана на рис. 6. Рис. 5. Взаимодействие процессов в организации Рис. 6. Классификация процессов по степени детализации функций 1.1.3. Характеристики качества процессов Качество процесса характеризуется его результативностью, эффективностью и гибкостью [2]. Результативность процесса отражает степень соответствия готовой продукции проекту. Если достигнута бездефектность готовой продукции, то это значит высокую результативность процесса производства, если ее ценность соответствует ожиданиям потребителя – высокую результативность всей компании в целом. Результативность достигается: качеством продукта, пунктуальностью исполнения, временем исполнения заказа (от момента его получения до момента поставки готового продукта – lead time). Эффективность процесса показывает, как хорошо используются выделенные ресурсы. Ее можно оценить как отношение выходных ресурсов к входным, т.е. Е=выход/вход. Так, если имеются в производстве установки, которые работают не 10, как предусмотрено документацией на эти установки, а 8 часов в день, то эффективность их использования составляет Е=выход/вход=(8/10)*100%=80%. Эффективность достигается оптимизацией затрат, уменьшением времени исполнения заказа (скоростью процессов). Гибкость процесса (эластичность, способность к адаптации) – приспосабливаемость к изменениям условий за счет внешних и внутренних причин. Гибкость достигается оптимизацией процесса, т. е. откликом на изменения требований рынка. 1.2. Процессный подход 1.2.1. Основные положения процессного подхода Процессный подход – один из принципов TQM (Всеобщее управление качеством). Стандарты серии ISO 9000 полностью ориентированы на этот подход. Желаемый результат достигается эффективнее, когда деятельностью и соответствующими ресурсами управляют как процессом. Любая деятельность, или комплекс деятельности, в которой используются ресурсы для преобразования входов в выходы, может рассматриваться как процесс. Чтобы результативно функционировать, организации должны определять и управлять многочисленными взаимосвязанными и взаимодействующими процессами. Часто выход одного процесса образует непосредственно вход следующего. Удовлетворение потребителя качественным продуктом является первостепенной задачей каждого производителя. Любая продукция является результатом осуществления процессов. Поэтому для обеспечения требуемого качества продукции производитель/поставщик должен обеспечить соответствующее качество самого процесса [2]. Процессным подходом могут считаться: - систематическая идентификация процессов; - взаимодействие процессов; - менеджмент применяемых организацией процессов. Преимущество процессного подхода состоит в непрерывности управления, которое он обеспечивает на стыке между отдельными процессами в рамках системы процессов, а также при их комбинации и взаимодействии. В соответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 9001 – 2015 [5], Организация должна определять процессы, необходимые для системы менеджмента качества, и их применение в рамках организации, а также: а) определять требуемые входы и ожидаемые выходы этих процессов; b) определять последовательность и взаимодействие этих процессов; c) определять и применять критерии и методы (включая мониторинг, измерения и соответствующие показатели результатов деятельности), необходимые для обеспечения результативного функционирования этих процессов и управления ими; d) определять ресурсы, необходимые для этих процессов, и обеспечить их доступность; e) распределять обязанности, ответственность и полномочия в отношении этих процессов; f) учитывать риски и возможности; g) оценивать эти процессы и вносить любые изменения, необходимые для обеспечения того, что процессы достигают намеченных результатов; h) улучшать процессы и систему менеджмента качества. Перечисленные требования позволяют представить управление процессом в виде замкнутого цикла Шухарта–Деминга, включающего четыре основных этапа: планирование, выполнение, контроль и регулирование (улучшение) процесса (рис. 7). Рис. 7. Цикл управления процессом Планирование процесса необходимо для определения потребности в ресурсах и невозможно без его моделирования. Выполнение процесса должно происходить в соответствии с его моделью. Оценка качества процесса заключается, прежде всего, в определении его результативности и эффективности. По результатам этой оценки принимаются решения по улучшению процесса. 1.2.2. Выявление процессов Выявление процессов осуществляется двумя методами [4]: 1) «ускоренный» метод; 2) «полный» метод. «Ускоренный» метод выявления процессов Исходными данными для выявления процессов «ускоренным» методом являются: - организационная структура; - виды выпускаемой продукции, предоставляемых услуг. Последовательность действий (рис. 8): 1. Определить внешнее окружение организации (потребителей и поставщиков) и соответствующие им внешние выходы и входы (продукция, исходная информация и материалы). 2. Определить перечень межфункциональных процессов, формирующих внешние выходы, и привязать к ним внешние входы. 3. Определить внутренние выходы и входы межфункциональных процессов (промежуточные результаты). При этом необходимо учитывать организационную структуру. 4. Определить каждый процесс как набор функций. 5. Распределить функции по подразделениям организации. В результате должны получиться функциональные процессы. 6. Детально описать каждый процесс. Рис. 8. Выявление процессов «ускоренным» методом «Полный» метод выявления процессов Исходными данными в этом случае являются: - организационная структура; - виды выпускаемой продукции, предоставляемых услуг; - существующая документация, регламентирующая выполняемые в организации функции: положения о подразделениях, должностные инструкции. Последовательность действий (рис. 9): 1. Определить внешнее окружение организации (потребителей и поставщиков) и соответствующие им внешние выходы и входы (продукция, исходная информация и материалы). 2. Привязать полученные выходы и входы к подразделениям организации. Для этого необходимо выяснить, какие подразделения работают непосредственно с потребителями (передают им готовую продукцию), а какие – с поставщиками (получают от них необходимые входы). 3. Определить перечень функций, выполняемых в каждом подразделении. Функции сотрудников и руководителей подразделений выписываются из должностных инструкций и положений о подразделениях на отдельные карточки. Для того, чтобы сохранить информацию о том, какое подразделение выполняет ту или иную функцию, можно использовать карточки разного цвета для разных подразделений или проставлять на карточках номера подразделений. 4. Для каждого подразделения сгруппировать функции по процессам, формирующим внутренние выходы, привяжите к ним входы. При этом карточки с названиями функций раскладываются в порядке их выполнения. Если последовательность функций может быть различной, то необходимо найти оптимальный вариант. Возможно параллельное выполнение некоторых функций. 5. Объединить функциональные процессы в межфункциональные – процессы организации в целом. При этом функциональные процессы выстраиваются в порядке, позволяющем получить внешний выход – результат деятельности организации. Возможно параллельное выполнение некоторых процессов. 6. Детально описать каждый процесс. Рис. 9. Выявление процессов «полным» методом 1.3. Моделирование и описание процессов Планирование процесса включает определение последовательности действий, сроков их выполнения и требуемых ресурсов. Для этого в настоящее время широко используется моделирование, т. е. построение модели процесса, которая должна быть описана определенным образом. Существует два основных способа описания процессов (рис. 10): 1) вертикальный; 2) горизонтальный. Рис. 10. Способы описания процессов Вертикальное описание отражает иерархическую зависимость между процессами или функциями процессов («дерево» функций). Обычно оно соответствует организационной структуре: функции выполняют подразделения организации, операции – отдельные исполнители. Общая схема вертикального описания процессов представлена на рис. 11. Рис. 11. Дерево функций (вертикальное описание процесса) Горизонтальное описание отражает последовательность выполнения процесса, позволяет представить порядок действий. Оно может быть: - текстовым; - графическим; - табличным. Фрагмент текстового описания процесса: «После поступления заявки клиента менеджер отдела сбыта выполняет регистрацию заказа в системе учета заказов. Затем анализирует заказ на соответствие номенклатуре выпускаемых изделий. …» Наиболее наглядным является графическое описание процесса, которое может быть выполнено в форме [2]: - блок-схемы (рис. 12); - карты процесса (рис. 13); - методологии IDEF; - методология DFD (диаграммы потоков данных); - методология ARIS. Рис. 12. Блок-схема процесса Рис. 13. Карта процесса В разных организациях могут использоваться различные методологии и нотации, разрабатываться свои собственные способы описания процессов, которые обычно стандартизируются и содержатся в стандартах предприятий. В настоящее время достаточно широко используется несколько методологий графического описания процессов, каждая их которых имеет свои достоинства и недостатки. Рассмотрим основные из них. 1.3.1. Методология ARIS Подход к описанию процессов в методологии ARIS предполагает рассмотрение деятельности организации с четырех точек зрения: организационная структура, потоки данных, функции, контроль и управление. Методология ARIS включает большое количество различных нотаций. Для описания цепочки процесса, добавляющего ценность, используется нотация ARIS Value-added Chain Diagram (VAD). Основным объектом этой нотации является процесс или некоторая группа функций организации, которая служит для получения добавленной ценности. Кроме того, с помощью различных объектов нотации можно показать последовательность выполнения процессов, потоки материальных ресурсов и информации, инфраструктуру, обратные связи. Нотация ARIS eEPC (extended Event Driven Chain) – расширенная цепочка процесса, управляемого событиями. Особенностью этой нотации является наличие объекта «событие», который служит для отображения возможных результатов выполнения функций, в зависимости от которых выполняется та или иная последующая ветвь процесса. Разновидностью ARIS eEPC является нотация ARIS PCD (Process Chain Diagram) – диаграмм цепочки процесса, которая больше подходит для документирования процессов. Основные объекты, используемые при построении диаграмм в нотациях ARIS eEPC и ARIS PCD, представлены в табл. 1. Кроме того, на практике применяются другие нотации методологии ARIS: - нотация ARIS OC – организационная диаграмма; - нотация ARIS FT – дерево функций; - нотация ARIS PT – дерево продуктов. Таблица 1 Объекты для описания процессов в нотациях ARIS eEPC и ARIS PCD Наименование объекта Графическое представление Описание объекта Функция Служит для описания выполняемых функций (работ, процедур) Событие Служит для описания реальных состояний системы, инициирующих выполнение функций Организационная единица Отражает различные организационные звенья предприятия (отделы, службы и др.) Документ Отражает различные носители информации Прикладная система Обозначает прикладную систему, используемую для выполнения функции Стрелка связи Описывает тип отношений между другими объектами Логический оператор «И» Определяют связи между событиями и функциями в рамках процесса; позволяют описать ветвление процесса. Логический оператор «ИЛИ» Логический оператор «исключающее ИЛИ» Общая схема модели процесса в нотации ARIS eEPC и пример описания процесса в этой нотации представлены на рис. 14, 15. Пример модели процесса в нотации ARIS PCD показан в табл. 2. Рис. 14. Общая схема модели процесса в нотации ARIS eEPC Рис. 15. Пример модели процесса в нотации ARIS eEPC 1.3.2. Методология DFD В методологии DFD (Data Flow Diagrams – диаграммы потоков данных) исследуемый процесс также разбивается на подпроцессы и представляется в виде сети, связанной потоками данных (рис. 16). В число используемых элементов входят процессы, потоки данных и хранилища. Хранилище позволяет в необходимых случаях определить данные, которые будут сохраняться в памяти между процессами. Рис. 16. Общая схема модели процесса, представленного с помощью методологии DFD 1.3.3. Методологии IDEF В состав семейства стандартов IDEF входят несколько методологий: IDEF0 – методология функционального моделирования; IDEF1 – методология моделирования информационных потоков внутри системы; IDEF2 – методология динамического моделирования развития систем; IDEF3 – методология документирования процессов (например, технологических); IDEF4 – методология построения объектно-ориентированных систем; IDEF5 – методология онтологического исследования сложных систем. Методология функционального моделирования IDEF0 в настоящее время получает всё большее распространение благодаря простоте графического представления и возможности показать при этом основные элементы процесса. В методологии IDEF0 используются четыре основных понятия: - функциональный блок; - интерфейсная дуга; - декомпозиция; - глоссарий. Функциональный блок обозначает определенную функцию в рамках рассматриваемой системы и в графическом виде обозначается прямоугольником. Каждая из четырех сторон этого прямоугольника имеет свое значение: левая сторона – вход, верхняя сторона – управление, нижняя сторона – механизм (или ресурсы) и правая сторона – выход. Интерфейсная дуга обозначает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает некоторое влияние на выполнение блоком своей функции. Графически интерфейсная дуга изображается в виде однонаправленной стрелки. В зависимости от того, к какой из сторон блока примыкает интерфейсная дуга, она носит название входящей, исходящей, управляющей или дуги механизма. Началом и концом каждой дуги могут быть только функциональные блоки, при этом началом может быть только выходная сторона блока, а концом – любые другие. При построении моделей функционирования предприятия входящими и исходящими дугами могут обозначаться финансовые потоки, материальные потоки (товары, сырье и др.), потоки информации (документы, устные распоряжения и др.) и ресурсы (персонал, оборудование и др.). Управляющими дугами обозначаются только объекты, относящиеся к потокам информации, а дугами механизмов – только ресурсы. Декомпозиция предполагает разбиение сложного процесса на составные части. Уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели. В результате общая модель процесса представляется в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее более обозримой. Модель IDEF0 всегда начинается с представления процесса как единого функционального блока с интерфейсными дугами, выходящими за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма называется контекстной (рис. 17). В процессе декомпозиции функциональные блоки диаграммы верхнего уровня детализируются на диаграмме следующего уровня (рис. 18 и 19). Глоссарий – набор определений, ключевых слов и повествовательных изложений, характеризующих объекты, отображенные на диаграмме. Глоссарий обеспечивает включение в диаграммы IDEF необходимой дополнительной информации. Например, для управляющей интерфейсной дуги «распоряжение об оплате» глоссарий может содержать перечень полей соответствующего дуге документа, необходимый набор виз и т. д. Рекомендуются следующие ограничения сложности IDEF0-диаграмм: - количество функциональных блоков на диаграмме – от трех до шести; - количество входящих (исходящих) интерфейсных дуг не более четырех. При построении IDEF0-диаграмм необходимо соблюдать стандартные требования, изложенные в Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования [6]. Рис.17. Контекстная диаграмма Рис. 18. Декомпозиция процесса Рис.19. Декомпозиция процесса второго уровня Нотация IDEF3 широко используется для описания работ, выполняемых в подразделениях и на рабочих местах. Основными объектами являются различные четырехугольники и стрелки (табл. 3). При этом в четырехугольник может входить или выходить только одна стрелка. Таблица 3 Основные объекты для описания процессов в нотации IDEF3 Наименование объекта Графическое представление Описание объекта Функция Служит для описания выполняемых функций (работ, процедур) Объект ссылки Используется для описания ссылок, комментариев к функциям Стрелка предшествования Соединяет последовательно выполняемые функции Стрелка отношения Используется для привязки объектов-комментариев к функциям Логический оператор «И» Описывают ветвление и слияние процесса Логический оператор «ИЛИ» Логический оператор «исключающее ИЛИ» Общая схема модели процесса в нотации IDEF3 и пример описания процесса представлены на рис. 20, 21. Рис. 20. Описание процесса в нотации IDEF3 Рис. 21. Пример описания процесса в нотации IDEF3 Табличное описание процесса выполняется в форме, представленной в табл. 4 и 5. Таблица 4 Общая форма табличного описания процесса № От кого (наименование подразделения, процесса) Вход Процесс Подразделение (исполнитель процесса) Выход Кому (наименование подразделения, процесса) Таблица 5 Пример табличного описания процесса № От кого Вход Процесс Подраз-деление Выход Кому 1 Клиент Заявка Регистрация заявки Отдел сбыта Запись в системе регистрации заявок Отдел сбыта 2 Отдел сбыта Запись в системе регистрации заявок Анализ заказа на соответствие номенклатуре изделий Отдел сбыта Решение о соответствии заказа номенклатуре Планово-экономический отдел Отдел сбыта … … … … … … … Возможно использование сочетания текстового и графического описания или графического (в виде блок-схемы) и табличного. 2. Математическая статистика в управлении процессами 2.1. Статистические методы управления процессами 2.1.1. Различия в качестве и их причины. Цель статистического управления Из производственного опыта известно, что два экземпляра одного и того же изделия не могут полностью совпадать по всем показателям. Известно, что в природе не встречаются двух одинаковых экземпляров одного и того же вида, - это же можно утверждать и в отношении производимых изделий или услуг. Различие может быть большим и сразу заметным, как различие между двумя людьми, но оно может быть и столь малым, что установить его можно только с помощью специальных средств. Если два экземпляра одного изделия имеют совершенно одинаковые значения какого-либо признака качества, то это объясняется только недостаточной точностью средств измерения. Т.е. значения признаков качества имеют неотъемлемый разброс (рис. 22). Этот разброс может быть вызван пятью группами причин или их комбинациями: оператор, оборудование, метод (технология), материал, окружающая среда. Оператор – как фактор обслуживания и контроля – является самым большим источником отклонений в процессе производства. У оборудования источниками отклонений являются: износ инструмента и заготовки, вибрации, погрешности позиционирования инструмента и заготовки, колебания в подаче электроэнергии, воды, сжатого воздуха, колебания давления масла, пара и т.п. Все эти вариации накладываются друг на друга и определяют границы естественного разброса процесса, т.е. те допуски, которые это оборудование может обеспечить. Метод изготовления, способ совместной организации работы оператора и оборудования, движения материалов - также являются источником отклонений в готовом изделии. Отдельное значение признака качества Отдельные значения признака качества отличаются Совокупность отдельных значений образуют устойчивую структуру Если структура стабильна, она может быть представлена в виде распределения Распределения могут отличаться друг от друга по положению разбросу форме Рис. 22. От отдельных значений признаков качества к устойчивым структурам и распределениям Отклонения присущи не только изделиям, но и материалам т.к. они тоже являются изделиями. Такие признаки качества материала как прочность, плотность, химический состав, содержание влаги влияют на разброс признаков качества готовых изделий. К этим группам можно отнести и влияние состояния окружающей среды и внешних факторов: температуры, света, влажности, пыли и т.п. Уже на стадии проектирования должны быть определены допустимые области отклонений признаков качества по отношению к заданным значениям, т.е. на все признаки качества необходимо установить допуски. Задачей обеспечения качества после этого будет контроль процесса изготовления, с тем, чтобы значения признаков качества не выходили за установленные пределы. Исходя из этого существует вторая классификация причин возникновения отклонений и разброса признаков качества, по которой они подразделяются на случайные и систематические. Случайные причины определяются самим процессом производства и, в основном, не устранимы. Степень их проявления предсказать невозможно. Влияние каждой из этих причин на изделие незначительно и зафиксировать их при измерении практически невозможно, так как заметные отклонения вызываются взаимодействием всех мелких помех. Случайные причины, такие как вибрация, биение подшипников в машине, ведут к естественному расхождению значений признаков качества, таких как масса продукта в одной упаковке, продолжительность горения люминесцентных ламп, размеры болтов. Систематические причины помех отличаются тем, что они могут быть локализованы и на них можно по крайней мере воздействовать, если нельзя устранить полностью. Их влияние приводит к постепенному или внезапному изменению распределения признаков качества. Так медленное смещение параметров распределения может быть вызвано износом инструмента, повышением температуры, усталостью персонала. Поломка инструмента, смена поставщика материала, перестройка метода работы, новая рабочая смена могут быть причинами скачкообразного изменения качества. Статистическое управление процессами является важнейшим инструментом, позволяющим выявить источники изменчивости процесса и отслеживать его таким образом, чтобы новые источники изменчивости не появлялись. Контрольные карты являются основным инструментом статистического управления процессами. Их применяют для сравнения получаемой по выборкам информации о текущем состоянии процесса с контрольными границами, представляющими собой пределы собственной изменчивости процесса. Они позволяют сделать вывод о том, находится ли какой-то процесс в статистически управляемом состоянии. Что следует понимать под статистическим управляемым состоянием процесса? Если присутствуют только обычные причины, то распределение является стабильным во времени, и выход процесса предсказуем. Именно при этих условиях процесс находится в управляемом состоянии (рис. 23). Если действуют только обычные причины изменчивости, то распределение является стабильным во времени и предсказуемым. Если действуют особые причины изменчивости, то результат процесса не является предсказуемым во времени Рис. 23. Действие особых и обычных причин Если действуют особые причины изменчивости, то результат процесса не является предсказуемым во времени, т. е. процесс статистически не управляем. Это состояние требует определенного вмешательства. Целью статистического управления является контроль соответствия между проектом изделия (заданные значения признаков качества с допусками на них) и его исполнением. При этом необходимо учитывать три свойства статистического обеспечения качества: - применение выборочного контроля вместо сплошного; - цель не в контроле отдельных изделий, а в оценке качества всей продукции; - выводы о качестве, сделанные в рамках применения статистических методов могут быть ошибочными. 2.1.2. Локальные действия и действия над системой При управлении процессами наиболее важное значение имеют два вида действий: 1. Направленные на исключение влияния на выходы процесса особых причин. 2. Направленные на уменьшение влияния на выходы процесса обычных причин. Простые методы статистического управления процессами могут обнаруживать особые причины изменчивости. Распознание особых причин и принятие надлежащих действий по их устранению чаще всего лежит на тех, кто непосредственно осуществляет оперативное управление процессом. В любом случае эти действия носят локальный и оперативный характер. Т. е. им присущи такие характерные признаки, как низовой уровень, быстрота реализации, отсутствие необходимости привлечения значительных ресурсов. Когда влияние особых причин на выход процесса исключено, основная часть работы по улучшению процесса будет требовать действий, осуществляемых на более высоком уровне иерархии управления. Многочисленные исследования и опыт показывает, что только относительно малая доля (около 15 %) чрезмерной изменчивости процесса устранима локально людьми, непосредственно связанными с его работой. Большинство (около 85 %) исправляется только менеджерскими действиями над системой. Ошибки в типе действий, которые нужно предпринять, обходятся весьма дорого организации, приводя к напрасной работе, задержке в устранении затруднений и к усложненным проблемам. Будет ошибкой принятие локального действия, например, регулировки оборудования, когда требуется менеджерское действие над системой (например, выбор поставщиков, которые обеспечат соответствующие входные материалы). 2.2. Применение контрольных карт Шухарта 2.2.1. Общие сведения о контрольных картах Контрольная карта – это разновидность графика с контрольными границами (границами регулирования), которые обозначают ширину разброса, образующегося в естественных условиях протекания процесса. Требования к построению контрольных карт содержатся в стандарте ГОСТ Р 50779.42-99 [7]. Контрольные карты были разработаны американским статистиком Уолтером Шухартом в 1924 году. Контрольные карты служат для наглядного изображения протекания процесса и своевременного распознавания его неслучайных отклонения или нарушений. Если все точки на контрольной карте входят в контрольные границы, то процесс стабилен. Если значение признака качества вышло за границы, то возможны два случая: 1) точка вышла на основании принятой статистической надежности; 2) точка вышла из-за систематических причин отклонения. Во втором случае процесс останавливают и ищут причину, обоснованное решение можно принять, проследив тенденции. Для того чтобы различать эти два случая, необходимо провести довольно простой анализ состояния технологического процесса на предшествовавшем небольшом отрезке времени. Если предыдущие значения показателя качества находятся довольно близко к границе регулирования или замечается такая тенденция, при которой отдельные значения все больше приближаются к границе регулирования, то вполне вероятно, что процесс протекает с систематическими отклонениями. Если же предыдущие значения беспорядочно рассеяны между верхней и нижней границами регулирования, то чаще всего отклонения будет случайным. Если показатели качества могут быть выражены количественными данными - размеры, вес, твердость и т. д., то используют так называемые контрольные карты по количественному признаку. В тех случаях, когда показатели качества определяются качественными данными, типа «качественно» и «некачественно» используют контрольные карты по альтернативному признаку. 2.2.2. Контрольные карты по количественному признаку Наибольшее распространение получили контрольные карты среднего арифметического и размаха. Традиционно карты строятся одна над другой (рис. 24). Значения и откладываются на вертикальных осях. Номера выборок откладываются по горизонтальной оси. Контрольные границы определяются в следующей последовательности: 1. Рассчитываются средние значения и размахи для каждой из выборок: ; . 2. Вычисляются средний размах и среднее средних: , . 3. Определяются контрольные границы [7]: Верхняя контрольная граница для карты Нижняя контрольная граница для карты Верхняя контрольная граница для карты Нижняя контрольная граница для карты Значения коэффициентов A2 , D4 , D3 приведены в табл. 6 [7]. Их значения зависят от объема выборки n. Таблица 6 Значения коэффициентов для расчета контрольных границ n A2 D4 D3 n A2 D4 D3 4 0,729 2,282 0,000 7 0,419 1,924 0,076 5 0,577 2,115 0,000 8 0,373 1,864 0,136 6 0,483 2,004 0,000 9 0,337 1,816 0,184 Рис. 24. Контрольные карты средних и размахов 2.2.3. Анализ контрольных карт Контрольные границы могут быть интерпретированы следующим образом: если изменчивость процесса от детали к детали и среднее для процесса остаются постоянными на их существующих уровнях, то для отдельных выборок размахи и средние могут меняться только случайно, но при этом они редко могут выйти за контрольные границы. При этом также не будет очевидных трендов или закономерного поведения в данных, кроме тех, которые могут возникнуть случайно. Цель анализа контрольных карт – распознавание указаний на то, что изменчивость или среднее значение не остаются на постоянном уровне, что одно из них или оба вышли из управляемого состояния и что необходимо соответствующее действие. Карты размахов и средних значений анализируются раздельно, но сравнение хода их кривых может иногда дать дополнительную информацию об особых причинах, воздействующих на процесс. Поскольку возможность интерпретации как размахов, так и средних для выборок, зависит от оценки изменчивости от измерения к измерению, карта размахов анализируется первой. Точки данных сравнивают с контрольными границами для нахождения точек вне границ управляемости или необычного хода или тренда. Наличие одной или большего числа точек за пределами любой из контрольных границ – первое свидетельство отсутствия управляемого состояния в этой точке. Поскольку точки вне контрольных границ крайне редки, если присутствуют только обычные причины изменчивости, то следует предположить, что на выпавшей точке проявилась особая причина. Следовательно, каждая точка вне контрольных границ является сигналом для немедленного анализа процесса на наличие особой причины. Точка выше верхней контрольной границы для размахов обычно является признаком одного из следующих явлений: - неправильные расчет контрольной границы или нанесение точки; - изменчивость от детали к детали или разброс распределения увеличились (т.е. ухудшились) либо в одной точке во времени, либо как часть тренда; - изменилась измерительная система (например, другое средство измерения или оператор); - измерительная система потеряла надлежащую измерительную способность. Точка ниже нижней границы (для объемов выборки 7 или больше) обычно является признаком одной или нескольких из следующих причин: - контрольная граница или нанесенная точка ошибочны; - разброс распределения уменьшился (т. е. стал лучше); - измерительная система изменилась. Наличие необычного хода точек или особых структур (рис. 25) [7], даже если все размахи находятся в контрольных границах, могут быть свидетельствами неуправляемости или изменения разброса процесса в течение данного интервала времени или тренда. Это может быть первое предостережение о неблагоприятных условиях, которые должны быть скорректированы. Напротив, некоторые варианты поведения или тренды могут быть благоприятными и должны быть изучены для возможного постоянного усовершенствования процесса. Сравнение поведения точек между картами размахов и средних может дать дополнительную информацию. UCL А В С С В LCL А а) UCL А В С С В LCL А б) UCL А В С С В LCL А в) UCL А В С С В LCL А г) Рисунок 25 – Возможные неблагоприятные структуры в поведении процесса: а) критерий 1 – Одна точка вне зоны А; б) критерий 2 – Девять точек подряд в зоне С или по одну сторону от центральной линии; в) критерий 3 – Шесть возрастающих или убывающих точек подряд; г) критерий 4 – Четырнадцать попеременно возрастающих и убывающих точек UCL А В С С В LCL А д) UCL А В С С В LCL А е) UCL А В С С В LCL А ж) UCL А В С С В LCL А з) Рисунок 25 – Возможные неблагоприятные структуры в поведении процесса (продолжение): д) критерий 5 – Две из трех последовательных точек в зоне А или вне ее; е) критерий 6 – Четыре из пяти последовательных точек в зоне В или вне ее; ж) критерий 7 – Пятнадцать последовательных точек в зоне С выше или ниже центральной линии; з) критерий 8 – Восемь последовательных точек по обеим сторонам центральной линии и ни одной в зоне С 2.2.4. Контрольные карты по альтернативному признаку Часто бывает затруднительно, экономически неоправданно или невозможно проводить измерения, необходимые для построения контрольных карт по количественному признаку. В этом случае используют контрольные карты по альтернативному признаку. Это значит, что после проверки изделие считается либо годным, либо дефектным. Наиболее распространенными для метода учета дефектов являются контрольные карты доли дефектных единиц продукции, называемые p - картами, и количества дефектов на единицу продукции, называемые с - картами. Два других вида контрольных карт этой группы - контрольные карты количества дефектных единиц продукции np-карты и среднего числа дефектов u-карты аналогичны p и c картам. На p-карте регистрируют долю дефектных единиц продукции в выборке с тем, чтобы следить за ходом технологического процесса и своевременно выявлять возможный рост брака. При работе с р-картами (биномиальное распределение) периодически берут выборки (необязательно одинакового объема) и вычисляют выборочную долю дефектных единиц продукции, которую наносят на график. При выходе точки за границы регулирования производственный процесс останавливают. Для расчета контрольных границ используют величину, полученную по результатам взятия нескольких выборок , где - число дефектных изделий в i-той выборке; n - объем одной выборки; k - число выборок для предварительного исследования. Контрольные границы рассчитывают по формулам из табл. 7. При расчете контрольных границ по методу нижняя контрольная граница может получиться отрицательной. В этом случае ее принимают равной нулю. Таблица 7 Контрольные карты по альтернативному признаку Название карты Что контролируется Верхняя контрольная граница ВКГ Нижняя контрольная граница НКГ p Процент брака np Количество брака с Число дефектов на единицу u Число дефектов на изделие Контрольная карта числа дефектных единиц продукции в выборке np-карта позволяет контролеру непосредственно отмечать количество дефектных единиц, а не рассчитывать их долю. Контрольные карты числа дефектов с-карты удобно использовать в случаях, когда в результате технологического процесса образуются дефекты, случайно распределенные на единице площади или объема. С такой оценкой приходится иметь дело при вынесении решения о качестве сварочных швов, где подсчитывается количество дефектов на единице длины шва, при оценке качества листов строительного материала, где характеристикой качества является число дефектов на квадратном метре поверхности; при оценке качества оптических деталей, где определяется количество пузырьков воздуха или черных точек на единице объема и т.п. Число таких дефектов, как правило, распределено по закону Пуассона. Для расчета контрольных границ из предварительного исследования определяют величину где - число дефектов в одной пробе; n – число проб. Контрольные карты числа дефектов на единицу продукции u-карты используют при взятии для регулирования нескольких изделий. Дефекты могут быть различного рода, но они должны быть независимыми друг от друга и приблизительно одинаковой значимости. Применяют, когда выборки состоят из нескольких единиц продукции, причем число единиц может меняться. Для каждой выборки вычисляют соотношение , где - общее количество наблюдаемых в выборке дефектов; n – число единиц продукции в выборке. Далее находят среднее число дефектов на единицу продукции по формуле , где k – число выборок. 2.3. Индексы воспроизводимости процесса Если определено, что процесс статистически управляем, то остается вопрос, способен ли процесс удовлетворить требования заказчика. Чтобы оценить и повысить эту способность, важно уяснить, что воспроизводимость отражает изменчивость от обычных причин, и для ее улучшения почти всегда необходимы менеджерские действия над системой. Оценка воспроизводимости процесса начинается после того, как все проблемы управляемости по контрольным картам решены, и текущие контрольные карты показывают, что процесс статистически управляем на 25 или большем числе выборок. Таблица 8 Показатели (индексы) воспроизводимости процессов Обозначе-ние индекса Определение Типовое выражение Индекс вопроизводимости, определяемый как допуск, деленный на воспроизводимость без учета его центровки. Верхний индекс воспроизводимости, определяемый как отклонение среднего уровня процесса от верхнего предела поля допуска, деленное на действительный полуразброс процесса. Окончание табл. 8 Обозначе-ние индекса Определение Типовое выражение Нижний индекс воспроизводимости, определяемый как отклонение среднего уровня процесса от нижнего предела поля допуска, деленного на действительный полуразброс процесса. Индекс вопроизводимости, который учитывает центровку процесса и определяется как минимальное из и . Процент выхода за верхнюю границу допуска. Ф(z) по табл. 9 Процент, выхода за нижнюю границу допуска Ф(z) по табл. 9 Общий процент несоответствий выходов процесса Число несоответствий на миллион операций (изделий) Таблица 9 Затабулированная функция Ф(z) z 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,0 ,50000 ,49601 ,49202 ,48803 ,48405 ,48006 ,47608 ,47210 ,46812 ,46414 0,1 ,46017 ,45620 ,45224 ,44828 ,44433 ,44038 ,43644 ,43251 ,42858 ,42465 0,2 ,42074 ,41683 ,41294 ,40905 ,40517 ,40129 ,39743 ,39358 ,38974 ,38591 0,3 ,38209 ,37828 ,37448 ,37070 ,36693 ,36317 ,35942 ,35569 ,35197 ,34827 0,4 ,34458 ,34090 ,33724 ,33360 ,32997 ,32636 ,32276 ,31918 ,31561 ,31207 0,5 ,30854 ,30503 ,30153 ,29806 ,29460 ,29116 ,28774 ,28434 ,28096 ,27760 0,6 ,27425 ,27093 ,26763 ,26435 ,26109 ,25785 ,25463 ,25143 ,24825 ,24510 0,7 ,24196 ,23885 ,23576 ,23270 ,22965 ,22663 ,22363 ,22065 ,21770 ,21476 0,8 ,21186 ,20897 ,20611 ,20327 ,20045 ,19766 ,19489 ,19215 ,18943 ,18673 0,9 ,18406 ,18141 ,17879 ,17619 ,17361 ,17106 ,16853 ,16602 ,16354 ,16109 Окончание таблицы 9 z 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 1,0 ,15866 ,15625 ,15386 ,15151 ,14917 ,14686 ,14457 ,14231 ,14007 ,13786 1,1 ,13567 ,13350 ,13136 ,12924 ,12714 ,12507 ,12302 ,12100 ,11900 ,11702 1,2 ,11507 ,11314 ,11123 ,10935 ,10749 ,10565 ,10383 ,10204 ,10027 ,09853 1,3 ,09680 ,09510 ,09342 ,09176 ,09012 ,08851 ,08692 ,08534 ,08379 ,08226 1,4 ,08076 ,07927 ,07780 ,07636 ,07493 ,07353 ,07215 ,07078 ,06944 ,06811 1,5 ,06681 ,06552 ,06426 ,06301 ,06178 ,06057 ,05938 ,05821 ,05705 ,05592 1,6 ,05480 ,05370 ,05262 ,05155 ,05050 ,04947 ,04846 ,04746 ,04648 ,04551 1,7 ,04457 ,04363 ,04272 ,04182 ,04093 ,04006 ,03920 ,03836 ,03754 ,03673 1,8 ,03593 ,03515 ,03438 ,03362 ,03288 ,03216 ,03144 ,03074 ,03005 ,02938 1,9 ,02872 ,02807 ,02743 ,02680 ,02619 ,02559 ,02500 ,02442 ,02385 ,02330 2,0 ,02275 ,02222 ,02169 ,02118 ,02068 ,02018 ,01970 ,01923 ,01876 ,01831 2,1 ,01786 ,01743 ,01700 ,01659 ,01618 ,01578 ,01539 ,01500 ,01463 ,01426 2,2 ,01390 ,01355 ,01321 ,01287 ,01255 ,01222 ,01191 ,01160 ,01130 ,01101 2,3 ,01072 ,01044 ,01017 ,00990 ,00964 ,00939 ,00914 ,00889 ,00866 ,00842 2,4 ,00820 ,00798 ,00776 ,00755 ,00734 ,00714 ,00695 ,00676 ,00657 ,00639 2,5 ,00621 ,00604 ,00587 ,00570 ,00554 ,00539 ,00523 ,00508 ,00494 ,00480 2,6 ,00466 ,00453 ,00440 ,00427 ,00415 ,00402 ,00391 ,00379 ,00368 ,00357 2,7 ,00347 ,00336 ,00326 ,00317 ,00307 ,00298 ,00289 ,00280 ,00272 ,00264 2,8 ,00256 ,00248 ,00240 ,00233 ,00226 ,00219 ,00212 ,00205 ,00199 ,00193 2,9 ,00187 ,00181 ,00175 ,00169 ,00164 ,00159 ,00154 ,00149 ,00144 ,00139 3,0 ,00135 ,00131 ,00126 ,00122 ,00118 ,00114 ,00111 ,00107 ,00104 ,00100 3,1 ,00097 ,00094 ,00090 ,00087 ,00084 ,00082 ,00079 ,00076 ,00074 ,00071 3,2 ,00069 ,00066 ,00064 ,00062 ,00060 ,00058 ,00056 ,00054 ,00052 ,00050 3,3 ,00048 ,00047 ,00045 ,00043 ,00042 ,00040 ,00039 ,00038 ,00036 ,00035 3,4 ,00034 ,00032 ,00031 ,00030 ,00029 ,00028 ,00027 ,00026 ,00025 ,00024 3,5 ,00023 ,00022 ,00022 ,00021 ,00020 ,00019 ,00019 ,00018 ,00017 ,00017 3,6 ,00016 ,00015 ,00015 ,00014 ,00014 ,00013 ,00013 ,00012 ,00012 ,00011 3,7 ,00011 ,00010 ,00010 ,00010 ,00009 ,00009 ,00008 ,00008 ,00008 ,00008 3,8 ,00007 ,00007 ,00007 ,00006 ,00006 ,00006 ,00006 ,00005 ,00005 ,00005 3,9 ,00005 ,00005 ,00004 ,00004 ,00004 ,00004 ,00004 ,00004 ,00003 ,00003 4,0 ,00003 ,00003 ,00003 ,00003 ,00003 ,00003 ,00002 ,00002 ,00002 ,00002 3. Совершенствование деятельности организации на основе концепции «Шесть сигм» 3.1. Общие сведения о концепции «Шесть сигм» Метод Six Sigma (Шесть Сигм) – исчерпывающая и гибкая система достижения, поддержания и максимизации успеха в бизнес-деятельности, основанная на: - глубоком понимании потребительских нужд; - четком и грамотном использовании фактов, данных и статистико-аналитических методов; - проактивном управлении, развитии и реорганизации бизнес-процессов. В деловой прессе метод Шесть Сигм часто определяют как «высокотехничный метод точной настройки процессов и товаров, применяемый экономистами-технологами и статистиками». Это вполне справедливо, но лишь отчасти. Измерения и статистические данные – это ключевые элементы совершенствования по системе «Шесть Сигм», но ими дело не ограничивается. Метод Six Sigma (6 сигм) можно назвать широкомасштабной программой «культурных изменений», направленной на то, чтобы привести компанию к более высоким показателям потребительской удовлетворенности, прибыльности и конкурентоспособности. Спектр возможных «успехов» системы Шесть Сигм очень широк и причиной тому – многочисленность и разнообразие подтвержденных на практике выгод, среди которых: - сокращение расходов; - повышение производительности; - расширение рынка; - удержание клиентов; - сокращение продолжительности производственного цикла; - сокращение дефектов; - изменение корпоративной культуры; - разработка новых товаров/услуг и многое другое. Традиционно «Шесть сигм» связывают с такими компаниями как Motorola и General Electric. Джек Уэлч – бывший харизматичный лидер GE, до сих пор является горячим сторонником данного подхода. Во многом благодаря его стараниям «Шесть сигм» стала столь популярной. Основные этапы развития «Шести сигм»: 1. В 80-х годах «Шесть сигм» - это программа по обнаружению дефектов и улучшению качества продукции 2. В 90-х в GE «Шесть сигм» превращается в широкомасштабную программу изменений, которая затрагивает всех работников компании. Основной фокус перемещается на задачу экономии и снижения себестоимости. 3. К началу нового века это одна из наиболее популярных систем управления эффективностью бизнеса в самых различных областях деятельности. Система «Шесть сигм» появилась благодаря программе борьбы с дефектами путем снижения вариабельности процессов, и пионерами в этой области были производственные предприятия. В конце 90-х «Шесть сигм» постепенно взяли на вооружение сервисные компании. И «Шесть сигм» прекрасно адаптировалась в этой области, доказав свою универсальность. 3.2. Статистические основы «Шесть сигм» Несмотря на то, что знание статистики не главный пункт концепции «Шесть сигм», название пришло именно из предмета статистика. Любой процесс может быть представлен в виде математической модели, где основными параметрами результата процесса выступают среднее значение и стандартное отклонение. Параметр среднее значение отвечает на вопрос как работает процесс в среднем и обозначается символом µ (мю). Стандартное отклонение показывает степень вариабельности результата процесса и обозначается символом σ (сигма). Исходной предпосылкой является полная случайность отклонений, т.е. отсутствие систематических причин, приводящих к смещению результата. В этом случае распределение отклонений около среднего значения процесса будет хорошо приближаться (в большинстве случаев) к нормальному распределению. Цель концепции «Шесть сигм» - помочь людям и процессам ставить высокие цели в области достижения бездефектности продуктов и услуг. Понятие «ноль дефектов» здесь не работает. Концепция «Шесть сигм» признает, что даже в безупречных процессах или прекрасных продуктах всегда есть некоторая возможность появления дефектов. Но если работать на уровне качества в 99,9997% (то есть шесть сигм), дефекты во многих процессах и продуктах будут практически отсутствовать. Цель концепции «Шесть сигм» кажется особенно амбициозной, если вспомнить, что перед началом работы по «Шести сигмам» многие бизнес-процессы находились на уровне одной, двух и трех сигм – особенно в сфере администрирования и предоставления нематериальных услуг. Это означает, что на миллион возможностей возникало от 66000 до 700000 ошибок. В прошлом бизнес мог бы продолжать работать с таким высоким уровнем дефектов. Но исследования показывают, что, когда покупатели на себе чувствуют негативное воздействие дефектных изделий и процессов, они не сидят, сложа руки в депрессии, они действуют: - неудовлетворенный потребитель сообщает о своем неудачном опыте девяти-десяти другим людям; - тот же самый потребитель расскажет о проблеме только пятерым, если она будет успешно решена; - 31% потребителей, сталкивающихся с проблемами сервиса, никогда не регистрируют свои жалобы, потому что это «слишком сложно», потому что отсутствует простой канал обратной связи или они полагают, что это никого не волнует; - из этого 31% только 9% в дальнейшем будут иметь дело с данной компанией. Т.е. дефекты могут привести к потере клиентов. Неудовлетворенные клиенты сообщают об этом другим, что делает улучшение качества еще более затруднительным. Поскольку потребители становятся все более и более требовательными и нетерпеливыми, высокий уровень дефектов ведет компанию к серьезному риску. Из статистического обоснования известно, что при уровне процесса 4,5 сигм, из миллиона единиц продукции, дефектов будет не более 3,4, и это условие выполняется для стабильных процессов. В настоящих же условиях, поведение процессов может меняться со временем года, временем суток и т.п. (рис. 26). Рис. 26. Изменение процесса с течением времени Основываясь на эмпирических данных, исследователи пришли к выводу, что отклонения процесса, вызванные его естественной нестабильностью, дают отклонения качества на уровне 1,5 сигма. Таким образом, если целевой уровень качества составляет 4,5 сигма (3,4 дефекта на миллион возможностей), то с учетом перестраховки 1,5 сигма на отклонения, необходимо обеспечивать уровень качества 6 сигм (табл. 10). Таблица 10 Уровень сигм и качество Уровень сигм Число дефектов на миллион возможностей 6 5 4 3 2 1 3,4 233 6210 66807 308537 690000 На рис. 27а представлен процесс, в котором распределение отклонений от среднего значения предполагается нормальным, и пределы допуска установлены на интервалах 3. Если процесс отклонился от прежнего среднего на 1,5, то количество несоответствий (дефектов) на миллион возможностей составит 66807 (рис. 27б). На практике для процесса «три сигма» число деталей за пределами допуска необязательно будет точно таким, но порядок величины будет сохраняться. Для процесса «четыре сигма», пределы допуска для которого установлены на 4 от средней линии, число бракованных деталей составит 6210 из миллиона (рис. 27в). Для процесса «шесть сигма» мы обнаружим всего 3,4 детали, которые оказались за пределами допуска (рис. 27г). Поскольку на практике расширение допуска на тот или иной параметр экономически нецелесообразно (поскольку каждое отклонение приводит к ухудшению эксплуатационных свойств изделия и экономическим потерям), то для реализации концепции «шесть сигм» необходимо стремиться к снижению вариаций процесса, т. е. уменьшению величины стандартного отклонения (рис. 28). Для этого необходимы мероприятия, позволяющие отрегулировать процесс. Рис. 28. Уменьшение вариаций процесса В рамках концепции «Шесть сигм» создается определенная инфраструктура, через которую в первую очередь и происходит собственно внедрение данного подхода в культуру организации. В системе «Шесть сигм» используется механизм обучения и тренинга. Как только принято решение о внедрении «Шести сигм», начинается подбор сотрудников для реализации будущих проектов. Это функция руководящего совета, который планирует стратегию внедрения, осуществляет выбор и утверждение проектов. Руководство проходит минимальный курс обучения, необходимый для контроля и управления программой «Шесть сигм». За поддержку проекта и его результаты отвечает «чемпион» - один из представителей высшего руководства. Чемпионы проходят 1-2-дневный ознакомительный курс обучения, где большое внимание уделено выбору проектов. Роли специалистов, которые будут осуществлять проекты «Шесть сигм» позаимствованы из восточных единоборств. «Зеленый пояс» получают после овладения базовыми статистическими знаниями и при подтверждении одного или нескольких завершенных проектов, а «черного» удостаиваются те, кто овладел наиболее продвинутыми методами статистического анализа и осуществил один или несколько проектов в качестве его лидера. Самая высокая ступень – «мастер черный пояс». Его обладатель имеет право обучать других «поясов». Зачем же нужны «пояса», если в компании уже есть привычная и сложившаяся организационная структура? Проекты совершенствования «Шесть сигм» сосредоточены на процессе и не ограничены рамками одного департамента. Специалист, получивший квалификацию «черного» пояса может быть освобожден от своих прямых обязанностей и полностью переведен на проекты «Шесть сигм». В этом случае он выполняет роль внешнего, по отношению к департаментам, консультанта: - он независим и может выносить беспристрастные оценки; - он выступает в качестве эксперта в вопросах улучшения качества; - дальнейшая карьера специалиста «черного пояса» определяется успехом реализуемых им в рамках концепции «Шесть сигм» проектов, чем объясняется его высокий уровень мотивации. Однако в отличие от внешнего консультанта он как никто другой знаком со спецификой работы компании. 3.3. Применение DMAIC и DFSS 3.3.1. Решение проблем с помощью DMAIC Из программы по борьбе с дефектами концепция «Шесть сигм» превратилась в философию качества, основанную на постановке агрессивных краткосрочных целей в борьбе за долгосрочные цели. Работа по совершенствованию процессов происходит в виде небольших проектов. Проекты совершенствования по системе «Шесть сигм» могут быть разными по длительности и экономическому эффекту, могут затрагивать одно или сразу несколько подразделений компании, но все они следуют методологии ОИАСК – Определение, Измерение, Анализ, Совершенствование, Контроль (в английском варианте DMAIC – Define, Measure, Analyze, Improve, Control) (табл. 11). Таблица 11 Основные цели каждого из этапов методологии ОИАСК Этап Цели этапа Определение Определение цели, масштаб, проблемы и основные этапы проекта. Определение ключевых требований клиента и важнейшие факторы процесса, которые необходимо улучшить. Измерение Сбор данных (о важнейших факторах) и оформление собранных данных в удобном для анализа виде. Анализ Выявление главных причин изучаемых дефектов. Совершенствование Разработка решений по устранению основных причин дефектов. Внедрение новых решений в полномасштабный процесс. Контроль Отладка эффективной системы контроля и коррекции измененных факторов процесса. Подведение итогов результата проекта. 3.3.2. Создание новых продуктов с помощью DFSS В отличие от методологии ОИАСК (DMAIC) подход DFSS (Design for Six Sigma) применяется при разработке новых продуктов или услуг в соответствии с критериями и принципами «Шести сигм». Образно выражаясь, подход DFSS направлен на то, чтобы «сделать новый процесс», в то время как подход DMAIC направлен на то, чтобы «починить» старый процесс. Это означает, что новый продукт будет иметь минимально возможное количество дефектов. А для этого нужно понять потребности и ожидания клиента еще до того как новый продукт будет создан. Одна из наиболее распространенных методологий, которые применяются в данном подходе это DMADV: Define – Определение Определение цели и масштабов проекта и требований заказчика (как внешнего так и внутреннего). Measure – Измерение Измерение потребностей и спецификаций клиентов. Бенчмаркинг в данной отрасли. Analyze – Анализ Анализ параметров процесса для достижения соответствия требованиям заказчиков. Design – Проектирование Детальная разработка процесса для достижения соответствия требованиям заказчиков. Verify – Проверка Проверка разработанного процесса, в том числе на его соответствие нуждам клиента. Проекты DFSS осуществляются по тем же принципам и с опорой на ту же инфраструктуру, что и проекты совершенствования DMAIC. Проекты осуществляют межфункциональные команды. Лидером команды является «черный» или «зеленый пояс», которому помогает «чемпион» и «владелец процесса». При разработке процесса по «Шести сигмам» возможно применение и других методологий. Но все они используют аналитические методы (такие как развертывание функции качества, анализ видов и последствий отказов, бенчмаркинг, планирование эксперимента и др.), уделяют большое внимание сбору данных о потребителе и на каждом этапе переводит «потребности» в «требования», четко увязывая их между собой и, в конечном счете, с процессами создания новой услуги или продукта. Список использованных источников 1. ГОСТ Р ИСО 9000 – 2015 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь. 2. Всеобщее управление качеством / О. П. Глудкин, Н. М. Горбунов, А. И. Гуров, Ю. В. Зорин: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1999. – 600 с. 3. Елиферов В. Г., Репин В. В. Бизнес-процессы: Регламентация и управление: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2005. – 319 с. 4. Репин В. В., Елиферов В. Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. – М.: РИА «Стандарты и качество», 2004. – 408 с. 5. ГОСТ Р ИСО 9001 – 2015 Системы менеджмента качества. Требования. 6. Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. 7. ГОСТ Р 50779.42 – 99 Статистические методы. Контрольные карты Шухарта.