- •Статистические методы в управлении качеством введение. Качество как системная целеполагающая функция
- •Качество прибыль,
- •Качество прибыль качество жизни,
- •1 Качество как объект управления
- •2 Обобщённая статистическая модель технологического процесса
- •2.1 Управляемость процесса.
- •2.2 Математическая интерпретация несоответствий в виде распределений.
- •Предполагает задание одного из рисков (I-го или II-го рода) с минимизацией другого и получение функции мощности критерия или оперативной характеристики.
- •2.3 Распределения, применяемые при статистическом контроле качества.
- •2.3.2 Биномиальное распределение
- •2.3.3 Распределение Пуассона
- •2.3.4 Аппроксимация гипергеометрического распределения.
- •2.3.5 Нормальный закон распределения
- •3. Система статистического приёмочного контроля качества (скк)
- •3.1 Краткая историческая справка
- •3.2 Термины и определения
- •3.3 Теорема Моода
- •3.4 Выборочный контроль и проверка статистических гипотез
- •3.5 Оперативная характеристика плана выборочного контроля
- •3.6 Арбитражная характеристика
- •3.7 Предварительные выводы
- •4 Параметры планов выборочного контроля
- •4.1 Формирование партий и выборок
- •4.2 Виды планов контроля
- •4.2.1 Одноступенчатые планы контроля для альтернативных признаков качества
- •4.2.2 Двухступенчатые планы выборочного контроля для альтернативных признаков качества
- •4.2.3. Оперативная характеристика схемы контроля
- •4.2.4 Многоступенчатые планы контроля
- •4.2.5 Последовательные планы контроля
- •4.2.6 Планы контроля с пропуском партий
- •4.2.7 Непрерывный контроль
- •4.3 Общие свойства ох для альтернативных показателей качества при одноступенчатом контроле
- •4.4 Другие характеристики планов выборочного контроля
- •4.4.1 Средний выходной уровень качества и предел среднего выходного уровня качества
- •4.4.2 Среднее число проконтролированных изделий
- •5. Стандарты планов статистического приёмочного контроля качества
- •5.1 Особенности организации приёмочного контроля по системе aql (по гост р 50779. 70й группы; mil-std; bs…; ansi/asqc; din и др.)
- •5.2 Особенности организации приёмочного контроля альтернативных признаков качества по системе прп
- •5.2.1 Система прп (принцип распределения приоритетов)
- •5.3 Статистический приёмочный контроль качества по количественному признаку
- •5.3.1 Исходные положения
- •5.3.2 Планы выборочного контроля при известной дисперсии и одностороннем ограничении признака качества
- •5.3.3 Планы выборочного контроля при неизвестной дисперсии и одностороннем ограничении признака качества
- •5.3.4 Планы выборочного контроля при двухстороннем ограничении признака качества
- •5.3.3 Планы выборочного контроля по количественному признаку в системе aql
- •Процедура выбора плана контроля для количественного признака качества по системе aql (по гост р 50779.74)
- •6 Планы выборочного контроля по количественному признаку в системе прп
- •6.2 Предельное значение при приёмочном контроле качества по стандартам концепции прп.
- •6.3. Правила принятия решений на основе толерантных границ (по гост р 50779.50)
- •6.4 Связь фактического уровня несоответствий в партии с его верхней и нижней доверительными границами при стабильной (известной) дисперсии и одностороннем ограничении признака качества
- •6.6 Процедура приёмочного контроля качества количественных признаков по концепции прп (Только для случая известного значения стандартного отклонения )
- •6.6.1 Приемочный контроль при одностороннем ограничении признака качества
- •6.6.2 Приемочный контроль при двустороннем ограничении признака качества
- •7 Сравнение систем aql и прп
- •8 Контрольные карты и управление процессом
- •8.1 Сущность и цели контрольных карт
- •8.2 Виды контрольных карт
- •8.3 Разладка процесса и критерии серий
- •8.4 Контрольные карты для альтернативных признаков
- •8.5 Традиционные кк Шухарта
- •8.5.2 Вычисление границ 3-сигма для контрольных -карт
- •8.5.3 Контрольные карты размаха и стандартное отклонение выборки
- •8.5.4 Оценки по и при различных объемах выборок в контролируемых процессах
- •8.5.4 Распределение стандартного отклонения
- •8.5.5 Распределение размахов
- •8.5.6 Модификация множителя d2 для малого числа выборок
- •8.6 Контрольные карты с памятью
- •9 Оценка технологических возможностей производства
- •9.1 Цели, средства и методы оценки технологических возможностей производства
- •9.2 Стандартные показатели возможностей процессов
- •9.3.1 Оценка технологической возможности производства для альтернативного признака качества Для каждого альтернативного признака качества по результатам контроля m выборок заполнить таблицу 9.1.
- •9.3.2 Оценка технологической возможности производства для количественного признака качества
6.6.2 Приемочный контроль при двустороннем ограничении признака качества
Приемочный контроль при двустороннем ограничении признака качества соответствует случаю, когда в ТУ, в договоре на поставку или иной НТД установлены верхнее b и нижнее а предельные значения признака качества y изделия (изделие годное, если а ≤ y ≤ в).
При
двустороннем ограничении признака
качества параметры планов выборочного
контроля существенным
образом зависят от приведенного допуска
(см. раздел 6.2 и таблицу 6.1):
=
, (6.42)
где = b – a – диапазон допустимых значений признака качества (поле допуска);
- стабильное (известное) значение стандартного отклонения признака качества в партии.
Процедура приемочного контроля заключается в следующем:
по выборке объема n из контролируемой партии изделий вычислить среднее выборочное значение
:
,
где yi – значение признака качества i-го изделия выборки;
n – объём выборки.
определить верхнюю ВПГ и нижнюю НПГ приемочные границы:
ВПГ = y*+ k; (6.43)
НПГ = y* - k, (6.44)
где k – приемочный коэффициент:
для плана контроля поставщика:
;
для плана контроля потребителя:
;
-
середина поля допуска;
z1-/2 и z1-/2 - квантили стандартного нормального распределения уровня 1‑/2 и 1-/2 соответственно;
Сq
– вспомогательная величина, определяемая
в зависимости от установленного значения
NQL
и значения приведенного допуска
по таблице 6.2.
Примечание. Если в результате расчёта по формулам (6.43) и (6.44) окажется, что ВПГ > в и (или) НПГ < a , то следует принять: ВПГ = в и НПГ = а .
контролируемая партия будет соответствовать предъявляемым к ней требованиям по качеству (qв < NQL) в случае выполнения соотношения:
НПГ ВПГ
Оперативная характеристика плана выборочного контроля поставщика соответствует уравнению:
, (6.45)
где
- вероятность приемки партии в зависимости
от
;
- предполагаемое относительное отклонение математического ожидания признака качества от середины допуска y*:
,
k и n – приемочный коэффициент и объем выборки соответственно.
Для построения ОХ плана контроля поставщика необходимо:
задаться несколькими значениями ;
для каждого значения определить значение аргументов функций стандартного нормального распределения:
,
;
3) для каждого значения определить вероятность приемки партии:
;
4)
построить график оперативной
характеристики, откладывая по оси
абсцисс значения
,
а по оси ординат значения
.
Оперативная характеристика плана выборочного контроля потребителя соответствует уравнению:
, (6.46)
где - предполагаемое относительное отклонение математического ожидания признака качества от середины допуска y*;
- вероятность отклонения партии в зависимости от ;
k и n – приемочный коэффициент и объем выборки соответственно.
7 Сравнение систем aql и прп
Обе системы предназначены для организации контроля группового показателя качества партии продукции, представленном в виде уровня несоответствий в партии, и требуют задания почти одних и тех же исходных данных. В системе AQL задаётся так называемый "приемлемый" (или "приемочный") уровень несоответствий, для которого характерна достаточно высокая вероятность приемки партии. Это значение является входом в таблицы стандартов соответствующей системы для выбора параметров планов выборочного контроля (объемов выборки, браковочных и приёмочных чисел и т.п.), но не является гарантией, что потребитель не получит партии с уровнем несоответствий больше значения AQL. Система ПРП требует установления так называемого "нормативного уровня несоответствий" (NQL), т. е. точки в нижней части оперативной характеристики для плана контроля поставщика. Выборочный контроль у поставщика призван не допустить поставку потребителю партии с верхней доверительной границей уровня несоответствий, превышающей значение NQL. В рамках системы AQL имеется подсистема LQ, предполагающая аналогично системе ПРП задание точки в нижней части ОХ в виде значения «предельного качества». Но и в этом случае в отличие от нормируемого качества по системе ПРП «…предельное качество не является для потребителя надёжной гарантией реального качества принятых партий» (см. п 3.5.1 ГОСТ Р 50779.72).
Имеются отличия обеих систем в решении спорных и арбитражных ситуаций. В системе AQL потребитель может проверить поставщика, организовав входной контроль по плану идентичному плану приемочного контроля у поставщика. При этом как показывают расчеты степень несогласованности (вероятность получения противоположных результатов контроля у поставщика и у потребителя) может достигать 0,25 и выше (подробней см. п. 3.6). В системе ПРП планы контроля у поставщика и у потребителя различны, но взаимозависимы. Рекламации поставщику возможны, если потребитель докажет с помощью входного контроля, что нижняя доверительная граница уровня несоответствий (не верхняя как в плане контроля поставщика) превышает взаимосогласованное значение NQL. При этом по утверждению авторов ПРП практически исключается несогласованность планов контроля обеих сторон / /.
В обеих системах предусмотрены меры по компенсации уровня несоответствий: в пределах AQL или NQL без претензий со стороны потребителя, а свыше этих значений – с рекламацией, т.е. со штрафными санкциями, оговорёнными в договоре. Тем самым в обе системы изначально заложено, что поставляемые партии могут иметь какой-то уровень брака, «допустимость» которого связана в первую очередь с методической погрешностью, вытекающей из природы выборочных методов контроля. Обе системы выборочного контроля вполне удобны для использования в случае поставки продукции по договору, в котором все тонкости, связанные со статистическими методами контроля качества и вытекающими из них экономическими и юридическими проблемами, могут быть оговорены и согласованы. Однако обе системы хуже "работают" в случае поставки продукции без договора, «случайным» потребителям и, тем более, в случае продажи партии по частям.
Кроме того, имеются, по крайней мере, два чисто психологических аспекта организации выборочного контроля. О первом хорошо сказано в книге авторов системы ПРП /12/:
"…часто бытует мнение, что статистический контроль открывает "ворота" для дефектной продукции. Ошибочность этих представлений связана с неправильной юридической трактовкой ответственности. Изготовитель должен нести ответственность как за единицу дефектной продукции, заменяя ее или исправляя и компенсируя ущерб, нанесенный ее применением, так и за качество партии в целом, при нарушении требований, к которой он обязан или заменить всю партию, или разбраковать ее за свой счет, заменить (исправить) все дефектные изделия и компенсировать связанный с этим ущерб. Очевидно, что ответственность поставщика при этом существенно возрастает" (стр.8).
(К сожалению, это предубеждение всё ещё достаточно широко распространено в нашей стране даже среди достаточно грамотных менеджеров-администраторов).
Второй психологический аспект связан с самим фактом необходимости регламентации и, следовательно, "обнародования" уровня несоответствий партии, независимо от формы: в виде AQL или NQL. Так как помимо конкурентоспособности эта информация "раскрывает" уровень технологии, используемый при производстве, то, естественно, производитель считает ее своим внутренним делом и весьма неохотно идет на ее "обнародование" (см., /12/ стр. 38, 40). В крайнем случае, допускается обсуждение этой информации при составлении договора при условии, что договор будет конфиденциальным для обеих сторон. На практике в технических условиях и в договорах вместо требуемых по стандартам уровней несоответствий указывают непосредственно параметры планов выборочного контроля, зная которые всегда можно рассчитать уровни несоответствий партий для установленных значений рисков потребителя и поставщика. Интересно отметить, что и потребитель не заинтересован в "обнародовании" уровней несоответствий, так как, используя купленные партии деталей в виде комплектующих в своих изделиях, он сам становится поставщиком и вовсе не заинтересован в том, чтобы его покупатели даже догадывались о том, что могут приобрести хоть что-то с каким-то «запланированным» уровнем несоответствий.
Отметим некоторые моменты, которые могут повлиять на выбор системы AQL или ПРП. Достоинства и недостатки системы AQL (вместе с подсистемой LQ) подробно изложены в специальной литературе. Подчеркнем только одну особенность, определяющую практичность системы AQL. Это сам стиль изложения стандартов этой системы, который во многом необычен для российского производственника, привыкшего к казенным, строго предписывающим формулировкам стандартов (чего стоит только одна фраза, открывавшая, словно эпиграф, почти каждый государственный стандарт недавнего прошлого: "Несоблюдение стандарта преследуется по закону"!). Изложение системы AQL в 70-ой подгруппе серии ГОСТ Р 50779 показывает, что и стандарты могут носить в большей степени рекомендательный характер, советовать и помогать в затруднительных ситуациях, оставаясь при этом обязательными для исполнения, после выбора той или иной процедуры контроля. В этом отношении изложение системы ПРП в старых традициях строгой научной лаконичности в значительной мере уступает системе AQL. Однако нельзя не отметить достоинства системы ПРП, разработанной российскими специалистами и в полной мере являющейся нашим национальным достоянием. Из положительных моментов системы ПРП следует отметить следующие:
более четко выраженная ориентация на защиту интересов потребителя за счет опоры на понятие «выходного уровня качества». ПРП предусматривает усиление ответственности приемочного контроля у поставщика как финишной операции процесса изготовления продукции. Приемочный контроль, согласно этой концепции, должен доказать, что поступившая на контроль продукция в полной мере соответствует предъявляемым к ней требованиям, а входной контроль у потребителя – проверить выполнение обязательств поставщиком;
использование интервальной, а не точечной (фактической), как в других системах, оценки уровня несоответствий в партии продукции. Интервальные оценки уже давно и эффективно применяются в области обеспечения надежности, где позволяют увязывать степень достигнутой на момент испытаний «отработанности» изделий с объемом испытаний. В области статистических методов контроля качества применение интервальных оценок позволяет получать допустимые планы контроля вне зависимости от объёма выборки (см. ГОСТ Р 50779.53). При этом автоматически достигается согласованность планов контроля у поставщика и у потребителя, в смысле малой вероятности получения противоположных результатов контроля одной и той же партии обеими сторонами;
привлекает простота выбора параметров плана контроля (без ключевых буквенных обозначений). Система AQL по сути является трехуровневой схемой контроля, включающей нормальный, усиленный и ослабленный контроль и соответствующие правила переключения, что безусловно усложняет технологию проведения выборочного контроля. В этом отношении система ПРП имеет больше "степеней свободы" и, следовательно, более проста в использовании, поскольку сторона, выполняющая контроль, по собственному усмотрению вправе выбрать одно или двухступенчатый план или двухуровневую схему контроля для альтернативного признака качества и любой объем выборки (вплоть до n=1), для контроля количественного признака качества;
в рамках ПРП организация контроля качества статистическими методами становится более формализуема математически. Придерживаясь этой системы, легче построить логически строгие алгоритмы постановки задачи, получения и анализа данных и принятия решения по всем вопросам обеспечения качества, выпускаемой или получаемой продукции. Все это, безусловно, поможет правильно выбрать одного из нескольких партнеров-поставщиков, или повысить взаимную выгоду от уже сложившихся партнерских отношений.
Основные отличия, достоинства и недостатки стандартных планов контроля обеих систем представлены в таблице 7.1. При использовании выборочных методов контроля качества по любой системе (не только AQL или ПРП) следует учитывать следующее:
качество продукции обеспечивается в процессе разработки и изготовления, но не в процессе контроля, контроль только подтверждает или опровергает предполагаемый уровень качества;
при выборочном контроле отсутствует такое понятие как представительная (репрезентативная) выборка;
выборочный контроль не позволяет получать точных оценок качества всей партии или оценить степень непригодности забракованной партии;
Характеристика плана |
Система AQL по ГОСТ Р 50779.70-.76 |
Система ПРП по ГОСТ Р 50779.50-.53 |
1. Теоретическое и методическое обеспечение |
Хорошее. Стандарты изложены в стиле методики с понятным теоретическим обоснованием. Используется точечная оценка уровня несоответствий. |
Удовлетворительное. Сложна с точки зрения теоретической интерпретации. Построена на основе интервальной оценки уровня несоответствий. |
2. Простота организации процедуры контроля. |
Сложна при выборе параметров планов контроля. Является схемой контроля с обязательным переключением по результатам испытаний предыдущих партий между нормальным, усиленным и ослабленным контролем с разными объёмами выборки. |
Проста при выборе параметров планов контроля и при описании процедуры контроля, например, в ТУ. Схема контроля рассматривается как один из вариантов процедуры контроля. |
3. Обеспечение гарантии поставки партий с уровнем несоответствия, превышающим установленное значение. |
Недостаточное, т.к. обеспечивает приёмку партий с заданным значением AQL только в среднем, отдельные принятые партии могут иметь уровень несоответствий превышающий AQL. |
Достаточное. Каждая сторона статистическими методами не просто проверяет, а доказывает собственную правоту относительно уровня несоответствий контролируемой партии. Каждая партия рассматривается как отдельная от остальных генеральная совокупность. |
4. Связь жёсткости контроля с объёмом выборки. |
Прямая. Жёсткость контроля напрямую зависит от объёма выборки. |
Отсутствует. Возможны планы контроля с любым объёмом выборки для заданных исходных данных. От недостаточного объёма выборки может пострадать только сторона, выполняющая контроль. |
5. Согласованность планов контроля у поставщика и у потребителя. |
Планы контроля у поставщика и у потребителя должны быть идентичны, из-за чего возможны дополнительные процедурные трудности (см. п.2). |
Планы контроля у поставщика и у потребителя могут быть различными (с разными объёмами выборки), но при этом остаются согласованными с точки зрения обеспечения минимума вероятности арбитражной ситуации. |
6. Оперативные характеристики планов выборочного контроля. |
Приведены в стандартах практически для каждого табличного плана контроля. |
Отсутствуют, рекомендации по построению не достаточны (см. п. 1). |
7. Вероятность возникновения арбитражной ситуации |
В пределах 0,25 (до 25 %). |
Практически сведена к нулю. |
8. Наличие планов контроля при неизвестной дисперсии |
Имеются табличные планы контроля для условий определения стандартного отклонения по выборке. |
Отсутствуют. |
Таблица 7.1
не существует такого плана выборочного контроля, который гарантировал бы фиксированную степень несоответствия всей партии, а тем более гарантировал бы исключение в ней дефектных изделий (это относится и к сплошному контролю);
неправильное формирование планов выборочного контроля может оказаться дезинформирующим фактором при принятии решения о соответствии или несоответствии контролируемой партии и привести к существенным убыткам;
при контроле по количественному признаку правила принятия решения по результатам выборочного контроля могут привести к отклонению партии, хотя все изделия в выборке из этой партии были годными;
выборочный контроль может оказаться экономически нецелесообразным, если по его результатам приходится браковать 30 % всех партий и более, в этом случае следует обратить внимание на обеспечение точности и стабильности производства или изменить исходные данные для выбора других (менее «жёстких») параметров плана выборочного контроля;
методы сплошного контроля могут оказаться более экономичными, чем методы выборочного контроля.
