3. Методология «шесть сигм»

Научной базой концепции «шесть сигм» служит теория вариаций; основоположником ее является В. Шухарт, который рассматривал наличие вариа­ций как проявление естественных свойств любого процесса, в том числе процессов производства про­дукции, ее измерений или испытаний.

Основополагающие принципы и понятия впервые были сформулированы в компании Motorola в конце 80-х годов ХХ-го века, боровшейся за выживание в условиях жесткой конкуренции с японскими фирмами[].

На основе результатов статистических исследований инженеры компании Motorola установили существенную связь между надежностью изделий и объемом доводочных работ. Безошибочная сборка повышала степень безотказности продукции и наоборот, изделия, собранные из вполне пригодных, но подвергавшихся исправлениям узлов, не имели достаточной надежности.

Если для процесса установлены некоторые контрольные пре­делы, выход значений за которые считается нежелательным со­бы­тием, то чем больше среднеквадратических отклонений σ процесса уме­щается в данных контрольных пределах, тем меньше дефектов бу­дет получаться при производстве. В табл. 5 приведены значения вероятности выхода случайной величины на границы допуска при раз­личном значении среднеквадратических отклонений, на­хо­дя­щихся в зоне допуска.

Таблица 5

Вероятность выхода случайной величины за границы допуска

	Произвольный закон распределения	Нормальный закон распределения
		Два хвостовых участка	Один хвостовой участок

На рис.7 изображены «идеальный» процесс (кривая 1), когда среднее значение и среднее квадратическое отклонение (СКО) показателей обеспечивают идеальное качество, и «критический» процесс (кривая 2), при котором даже самое незначительное ухудшение параметров (снижение среднегоили увеличение СКО) приведёт к превышению допустимой доли дефектности. Предположим, что процесс отклонился от среднего на 1,5σ (по данным корпорации Моторола со временем даже хорошо отрегулированный процесс может давать сдвиги в среднем до 1,5 сигма). Допустим, что произвели один миллион испытаний. Тогда число показателей качества, оказавшееся за нижним контрольным пределом, будет составлять 66,807. Если же контрольные пределы установлены на «четыре сигма» от среднего значения, то число показателей качества, оказавшееся за нижним контрольным пределом в случае отклонения процесса от среднего на 1,5 σ, составляет 6,210. Для процесса «шесть сигм» число показателей прочности сцепления за нижним контрольным пределом составляет 3,4 на один миллион испытаний. Таким образом, необходимо стремиться к такой дисперсии для процесса, чтобы ±6σ уложилось в интервале от нижнего контрольного предела до верхнего. В этом случае даже смещение процесса не приведет к появлению большого числа дефектов.

Рис. 7. Законы распределения средних значений показателя качества

Руководствуясь этими выводами, компания уделила особое внимание снижению изменчивости процессов до уровня, при котором возникающие отклонения в процессах были бы настолько незначительными, что отпадает необходимость исправлений. Этому требованию удовлетворяет уровень 3,4 дефекта на миллион возможных, что соответствует уровню стабильности процессов 6σ. Именно этот параметр является своеобразным брендом методологии улучшения всех ключевых процессов корпораций.

По мере развития методологии происходило дополнение базовых принципов и подходов. Если в начальный период ее ядром было статистическое управление процессами, то в настоящее время можно выделить следующие принципы:

-Ориентация на удовлетворение требований потребителя;

-Личная ответственность высшего руководства;

-Широкое вовлечение персонала;

-Командный стиль работы;

-Процессный подход;

-Опора на факты, а не на мнения;

-Ориентация на конечный финансовый результат;

-Постоянное улучшение методом рывка.

Пять основных этапов процесса "шесть сигма":

1. Определить приоритетное направление методами идентификации и классификации.

2. Измерить ключевые характеристики продукта и параметры процесса.

3. Проанализировать основные факторы, оказывающие влияние на процесс.

4. Провести улучшение путем внесения корректив в процесс.

5. Осуществить контроль.

Рассмотрим применение концепции « шесть сигм» применительно к защитно-декоративным покрытиям цементных бетонов. Разберем конкретный случай на примере полимеризвестковой краски. По данным испытаний среднее значение прочности сцепления полимеризвесткового покрытия составляет Rсц =1,53МПа, среднеквадратическое отклонение σфакт =0,296МПа. В научно-технической литературе отмечается, что значение прочности сцепления покрытий с подложкой должно быть не менее 1,0МПа, при этом расчетное значение среднеквадратического отклонения σрас при трехсигмовом процессе должно составлять σрас=0,143МПа. Следовательно, фактическое значение среднеквадратического отклонения не обеспечивает стабильного качества покрытия, так как σфакт > σрас .

Следует также принимать во внимание изменение прочности сцепления в зависимости от пористости цементной подложки (табл.6). Так, прочность сцепления полимеризвесткового покрытия на цементной подложке с поверхностной пористостью П=1,9% составляет R_сц=1,4МПа, среднеквадратическое отклонение σ_факт=0,164МПа, а при пористости П=5,9% соответственно 1,1МПа и 0,14МПа. Расчетное значение σ_рас при трехсигмовом процессе должно составлять σ_рас =0,133МПа (для поверхностной пористости П=1,9%) и 0,0333МПа (для поверхностной пористости П=5,9% ).

Таблица 6

Статистические характеристики выборки

Наименование показателей	Значения показателей
Поверхностная пористость подложки П=1,9% Среднее значение прочности сцепления, МПа Фактическое среднеквадратическое отклонение,МПа Расчетное среднеквадратическое отклонение при трехсигмовом процессе, МПа	1,4 0,164 0,133 1,1 0,14 0,0333
Поверхностная пористость подложки П=5,9% Среднее значение прочности сцепления, МПа Фактическое среднеквадратическое отклонение, МПа Расчетное среднеквадратическое отклонение при трехсигмовом процессе,МПа

Таким образом, повышение поверхностной пористости цементной подложки способствует еще большему разбросу показателей качества покрытий.

Следовательно, для обеспечения качества покрытия (его надёжности) необходимо привести процесс окрашивания поверхности строительных изделий и конструкций в стабильное состояние, разработать обоснованную процедуру контроля и анализа прочности сцепления покрытия с подложкой до сдачи окрашенного объекта в эксплуатацию.

Методика приемочного контроля качества сформированных защитно-декоративных покрытий, основанная на методологии «шесть сигм» («6σ»), заключается в следующем.

Сформированную окрашенную поверхность можно представить как генеральную совокупность бесконечного объёма (бесконечно малых участков поверхности), каждый отдельный объект которой может оказаться дефектным с определённой долей вероятности. На реальных покрытиях можно наблюдать различные значения показателя адгезионной прочности на разных участках. В соответствии с методологией «6σ» необходимо обеспечить такое нормальное распределение показателя адгезионной прочности по всей поверхности покрытия, чтобы вероятность появления дефектного отдельного участка не превышала 0,0000034 (или 0,00034%).

При этом необходимо учитывать, что анализ качества покрытий с использованием методологии «6σ» можно проводить только для процессов, находящихся в состоянии статистической управляемости.

При приёмке покрытий в заводских условиях имеет смысл построение приёмочной контрольной карты окрашенной поверхности, критерий приёмки которой выводится из уравнения

(13)

Приёмочная контрольная карта будет иметь вид, изображённый на рис.8.

Рис.8. Приёмочная контрольная карта

Для осуществления контроля необходимо на различных участках окрашенной поверхности проконтролировать прочность сцепления (объём выборки целесообразно принимать от 5 до 10), рассчитать среднее значение и СКО и, если точка находится в зоне приёмки, считать покрытие соответствующим требованиям.

Применение в процессе производства данной контрольной карты позволит гарантировать выпуск окрашенных строительных изделий и конструкций с качеством покрытий, которое характеризуется долей дефектности не выше 0,00034%, что и требует методология «6σ».

Вышерассмотренная методология позволяет также обоснованно ставить вопрос об ужесточении требований к качеству покрытий по показателю адгезионной прочности (увеличению абсолютного значения нижней границы), что, в свою очередь, мотивирует производителей более ответственно относится к качеству отделки.

Интуитивно кажется, что обе­спечение уровня дефектности, соот­вет­ствующего 6σ, будет сто­ить непомерно дорого. Однако практика показывает, что сокращать вари­ации можно не увеличивая, а резко сокращая затраты за счет исключения из процессов эле­ментов, не со­здающих добавоч­ной ценности для клиентов. От­сюда вытекает не­обходимость в процессном описании бизнеса и создании систе­мы как непрерывного, так и радикального совер­шенствования – про­це­дур, составляющих бизнес-про­цессы, т.е. в рассмотрении концепции «Шесть сигм» как системы менеджмента бизнеса.