Развитие статистических методов контроля качества продукции

Cтатистические методы контроля качества развивались в форме стандартов, содержащих основные требования и рекомендации по применению методов, а также таблицы, в которых содержались конкретные планы контроля. Деятельностью по разработке стандартов на статистические методы занимались многочисленные частные, национальные и международные организации.

В США стандарты представляют собой систему "добровольного соглашения частных предпринимателей в области стандартов". Выпуском стандартов занимаются более 750 организаций. Cамыми главными являются Американское общество по испытанию материалов (ASTM) и Американский национальный институт стандартов (ANSI).

Около 15 стандартов ANSI – это статистические стандарты. Наиболее известными и распространенными являются ANSI Z1.4 и ANSI Z1.9. История развития стандартов Z1.4 и Z1.9 неразрывно связана с военными стандартами США MIL-STD-105 и MIL-STD-414. Эти стандарты были приняты в других странах как национальные и международные стандарты.

История отечественной школы теории статистического контроля качества начинается работами М.В. Остроградского, опубликованными в 1848 г. Отечественный опыт в развитии статистических методов контроля качества продукции и создании статистических стандартов обобщен в монографиях  А.Н. Колмогорова, Я.Б. Шора,  Б.В. Гнеденко,  Ю.К. Беляева.

Большое значение для использования статистических методов в нашей стране имел перевод книг Д. Коудена, А. Хальда, Б. Хэнсена, Э. Шиндовского, О. Щюрца, Д. Химмельблау, Х. Куме.

Следует отдельно выделить работы Н. Бейли, К. Деффеля, Т. Катемана, Ф. Пийпера, посвященные применению статистических методов в химии и биологии, где вместо выборочного метода используется пробоотбор и анализ проб.

Творческое развитие статистические методы получили в работах А.И. Гаврилова, Я.И. Лукомского, С.А. Айвазяна, Н.Л. Бусленко, Н.А. Бородачева, А.К. Кутая, Х.Б. Кордонского, И.С. Солонина, Я.П. Лумельского, В.С. Мхитаряна.

В последние годы особое значение имеют работы Нижегородского научно-исследовательского центра контроля и диагностики технических систем (АО НИЦ КД) и его руководителя В.А. Лапидуса.

В Тульском государственном университете сложилась научная школа по использованию статистических методов в машиностроении. Основные научные результаты проведенных исследований отражены в работах В.Г. Григоровича, В.Б. Протасьева, А.Н. Иноземцева, С.В. Юдина, В.Ю. Анцева.

Основные концепции статистического контроля

Статистические методы контроля качества продукции базируется на нескольких основных концепциях:

- определенного (допустимого) уровня дефектности продукции;

- величины параметра продукции;

- своевременной наладки оборудования;

- экономических концепциях;

- информационных концепциях.

Концепции гарантий уровня дефектности продукции

В настоящее время существует несколько концепций гарантий определенного (допустимого) уровня дефектности продукции. Наиболее популярными из них являются:

- две концепции Доджа – Ромига, основанные на понятии: допустимый уровень дефектности (LTPD), и на понятии предел среднего выходного качества (AOQL);

- концепция приемочного уровня качества (AQL);

- отечественная концепция В.А. Лапидуса, основанная на понятии нормативный уровень несоответствий (NQL).

Система LTPD предназначена для окончательного контроля Изготовителя. Она обеспечивает защиту качества партий для Потребителя, причем LTPD рассматривается как граница между приемлемым и неприемлемым для Потребителя качеством. Даже небольшое значение риска Изготовителя при LTPD может привести к качеству существенно лучшему, чем требуется и, следовательно, к дополнительным затратам на производство. Для защиты от приемки партий плохого качества Изготовитель выбирает LTPD так, чтобы при этом значении уровня дефектности риск Потребителя был небольшим. Изготовитель стремится минимизировать средний объем контроля для продукции, соответствующей среднему качеству процесса.

Концепция AOQL предполагает, что Изготовитель выбирает планы, обеспечивающие значение AOQL и среди них использует тот, который обеспечивает минимально возможный объем контроля для продукции со средним качеством.

Концепция AQL согласно военным ASF-таблицам США (1942 г.) определяет приемочный уровень качества, как "максимальный процент дефектности, который может рассматриваться удовлетворительным как среднее процесса".

Согласно военным SRG-таблицам США (1945 г.) значение AQL определено как такой "процент дефектных изделий в контролируемой партии, что партия будет принята с 95 % -ной вероятностью". На основе SRG-таблиц в 1950 г. создан военный стандарт MIL-STD-105, на базе которого затем создан международный стандарт ISO 2859-85, а также отечественные стандарты ГОСТ 18242-85(отменен), ГОСТ Р 50779.70-99 , Р 50779.71-99, Р50779.72-99, Р 50779.73-99.

Вышеуказанные стандарты содержат планы альтернативного контроля. Для AQL -контроля по количественному признаку используется военный стандарт MIL-STD-414 (1957г.), созданные на его базе международный стандарт ISO 3951-89, отечественные стандарты ГОСТ 20736-75(отменен) и ГОСТ Р 50779.74-99.

AQL-стандарты просты для понимания и использования, обеспечивают широкий выбор вариантов и правил переключения.

AQL-таблицы в отличие от таблиц Доджа-Ромига имеют существенно больший риск приемки партии с качеством худшим, чем AQL . Если среднее качество будет хуже, чем AQL, то в таблицах предусмотрен усиленный контроль. Если же качество хорошее, то применяют ослабленный контроль.

Переход к AQL-концепции с переключением на планы с разной степенью жесткости позволил преодолеть главный недостаток схемы Доджа-Ромига – большие объемы контроля или большие запасы по качеству. Однако ее эффективность проявляется только при приемке последовательности партий. В случае приемки одиночных партий она не защищает Потребителя от получения партий с дефектностью, существенно превышающей AQL.

Отечественный подход на основе NQL является в определенном смысле возвратом к системе LTPD Доджа-Ромига . В этой концепции сделана попытка использовать понятие "норма" качества (NQL). При уровне дефектности больше NQL партия считается неудовлетворительной, причем вероятность принять продукцию с качеством NQL должна быть не более определенного риска Потребителя при контроле Изготовителя и вероятность забраковать продукцию с качеством NQL должна быть не более риска Изготовителя при контроле Потребителя.

Значения NQL являются предметом соглашения между Изготовителем и Потребителем. Проводниками метода является группа ученых Нижегородского НИЦ контроля и диагностики, создавших стандарты ГОСТ Р 50779.30-95, Р 50779.50-95, Р 50779.51-95, Р 50779.52-95, Р 50779.53-98. В тоже время последние стандарты, выпущенные этой группой, представляют собой аутентичный текст ISO, использующих AQL-концепцию ( ГОСТ Р 50779.73-99, Р 50779.74-99, Р 50779.75-99, Р 50779.76-99 ).

Возврат к общепризнанной в мире AQL-концепции обоснован. Действительно, если значение AQL легко находится как соответствующее среднему качеству процесса, а риск Изготовителя при AQL может быть определен через текущие затраты на контроль, то величины рисков Изготовителя и Потребителя при NQL не имеют реального содержания.