Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы применения интегрированных информационных технологий для повышения качества и конкурентоспособности продукции предприятий
1.1. Становление систем управления качеством: ретроспективный анализ и современные тенденции 10
1.2. Анализ проблем применения СALS-технологий для повышения качества 24
1.3. Анализ проблемы совершенствования процессов 27
1.4. Анализ проблемы компьютеризации функций управления качеством на предприятии в соответствии с требованиями стандарта ИСО 9001:2000 и CALS-технологий 31
Выводы по первой главе 45
Глава 2. Исследование методов оценки качества процессов технической подготовки производства 47
2.1. Выбор и исследование модели процессов технической подготовки производства 47
2.2. Разработка классификатора показателей оценки качества процессов ЖЦП 60
Выводы по второй главе 88
Глава 3. Исследование и разработка методов выбора структуры и параметров процессов технической подготовки производства с использованием методов управления качеством 89
3.1. Постановка задачи совершенствования процессов ТПП и анализ методов решения 89
3.2. Разработка метода выбора структуры процесса ТПП на основе дисперсионного анализа показателя качества процесса 103
3.3. Исследование и выбор метода решения задачи определения параметров механизмов процессов ТПП 123
3.4. Разработка алгоритма последовательного совершенствования качества процессов 124 Выводы по третьей главе 127
Глава 4. Разработка и апробация методики создания на предприятии системы совершенствования организации ТПП на основе КСК 128
4.1. Основные принципы построения компьютерной системы качества 128
4.2. Методика создания на предприятии системы совершенствования организации ТПП на основе КСК 134
4.3. Применение методики совершенствования процессов ТПП в ФГУП ОКБ «Спектр» (Рязань) и Раменском приборостроительном заводе 154
Выводы по четвёртой главе 156
Основные выводы и результаты работы 157
Литература
- Анализ проблем применения СALS-технологий для повышения качества
- Анализ проблемы компьютеризации функций управления качеством на предприятии в соответствии с требованиями стандарта ИСО 9001:2000 и CALS-технологий
- Разработка классификатора показателей оценки качества процессов ЖЦП
- Разработка метода выбора структуры процесса ТПП на основе дисперсионного анализа показателя качества процесса
Введение к работе
Движущей силой развития промышленности в условиях рыночной экономики является стремление предприятий повысить конкурентоспособность и качество выпускаемой продукции как обязательное условие ее реализации на рынке. Конкурентоспособность предприятия, среди всего прочего зависит от конкурентоспособности, т.е. качества, его продукции. Качество продукции в свою очередь, зависит от качества процессов её проектирования, подготовки к производству, производства и эксплуатации.
Проверенный десятилетиями и десятками тысяч зарубежных фирм путь к выживанию и развитию предприятия на рынке в условиях обостряющейся конкурентной борьбы состоит в создании на предприятии эффективно действующей системы менеджмента качества (СМК).
Значительный вклад в развитие данного направления внесли отечественные ученые: Бойцов В.В. [6], Гличев А.В. [20, 21], Азгальдов Г.Г. [4], Ю.П. Адлер [2], Лапидус В.А. [73], Круглов М.Г. [66], Швец В.Е. [116] и др. - а также зарубежные ученые: Э. Деминг [120], Дж. Джуран [35,123], К. Исикава [121], Ф. Кросби [119], Г. Тагути [125], А. Фейгенбаум [108], Дж. Харрингтон [110], У. Шухарт [124] и др.
Проведённые исследования показали, что даже при наличии современного оборудования на ряде предприятий, а данное условие считается основной предпосылкой для выпуска качественной продукции, такие предприятия далеко не всегда, а иногда совсем не всегда, способны произвести качественную продукцию. Причиной, как выяснилось, является несовершенство организации процессов ЖЦП на данных предприятиях.
Одним из важных направлений в настоящее время является повышение эффективности организации процессов технической подготовки производства. Этот этап
ЖЦП во многом определяет результат деятельности предприятия и конкурентоспособность его продукции.
Актуальность повышения эффективности процессов машиностроительных предприятий продиктована ситуацией сложившейся в данной отрасли промышленности, когда даже ведущие предприятия отрасли оказываются неспособными конкурировать с зарубежными машиностроительными предприятиями, в том числе и на внутреннем рынке.
В последнее время существенно изменились условия, в которых реализуется данный этап ЖЦП. Во-первых, это связано с развитием информационных технологий поддержки жизненного цикла продукции (ИПИ-технологии), в частности с созданием систем класса PDM (PLM), т.е. систем управления данными ЖЦП, в функции которых входит сбор неограниченного количества данных о протекании процессов и автоматизация управления потоков работ (WorkFlow).
Во-вторых, тенденция развития современных систем менеджмента качеством (СМК) состоит в рассмотрении реализации процессного подхода как одного из основных принципов управления качеством продукции и совершенствования процессов предприятия.
И, в-третьих, в последнее десятилетие основой современных СМК становятся компьютерные системы управления качества (КСК), позволяющие обеспечить не только информационную поддержку СМК на предприятии, но также и информационное обеспечение процессов ЖЦП.
Развитие информационных и коммуникационных технологий привело к тому, что появилась возможность кардинально изменить способ функционирования современных предприятий, сделав его более эффективным и повысив конкурентоспособность выпускаемых предприятием изделий. Новые способы взаимодействия между предприятиями, которые стали доступными благодаря развитию средств передачи данных и коммуникационных сетей, позволили расширить границы сотрудничества до мирового
масштаба и привели к появлению новых организационных форм сотрудничества между предприятиями - так называемых «виртуальных предприятий».
Результатом развития современных СМК стало принятие новых международных стандартов ИСО серии 9000 версии 2000 года (ИСО 9000:2000). Основная особенность указанных стандартов состоит в требовании реализации процессного подхода в рамках системы управления качеством продукции.
По данным зарубежных экспертов более 90 % ведущих зарубежных компаний в рамках действующих систем управления качеством применяют компьютерные технологии, в том числе компьютерные системы анализа причин и стоимости устранения дефектов продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
Из вышесказанного следует актуальность темы диссертационной работы, направленной на создание методического обеспечения разработки современных КСК, отвечающих требованиям международных стандартов серии ИСО 9000:2000 и отечественных стандартов серии ГОСТ Р ИСО 9000:2001 в части реализации процессного подхода и информационной (компьютеризированной) поддержки организационно-производственных процессов.
На основании вышеизложенного, целью диссертационной работы является разработка методов совершенствования организации процессов технической подготовки производства (ТПП) в соответствии с требованиями стандарта ИСО 9001:2000 и ИПИ-технологий.
Достижение поставленной цели определило необходимость решения следующих задач:
Провести анализ состояния вопроса совершенствования организации процессов технической подготовки производства в условиях применения ИПИ-технологий и методов управления их качеством;
Разработать классификатор показателей оценки качества процессов технической подготовки производства;
Разработать метод совершенствования организации процессов технической подготовки производства предприятий машиностроения на основе статистической оценки зависимостей показателей качества от структуры и параметров элементов процессов;
Разработать и апробировать на предприятии КСК на этапах технической подготовки производства в составе системы PDM.
Теоретической и методологической основой исследования послужили методы структурного анализа и реинжиниринга бизнес-процессов (в частности, SADT), методы исследования операций, дискретной оптимизации, теории игр, методы математической статистики, имитационное моделирование.
Исследование строилось на принципах системного подхода, логического моделирования. Постановка и доказательство рабочих гипотез выполнялось на основе приемов наблюдения, агрегирования, классифицирования, комбинаторного анализа и сопровождалось содержательной интерпретацией выводов.
Предметом исследования является совокупность теоретических, методических и практических вопросов, связанных с проведением оценки качества организационно-производственных процессов.
Объектом исследования выступают процессы ТПП машиностроительных предприятий.
В соответствии с поставленными целями и задачами диссертационное исследование носит научно-прикладной характер.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что автором на основе системного подхода проведено комплексное исследование теоретических, методических и практических вопросов совершенствования организации процессов ТПП на основе оценки качества процессов в условиях современной российской экономики. К основным результатам, определяющим научную новизну исследования, относятся следующие:
метод совершенствования организации технической подготовки производства предприятий машиностроения на основе статистической оценки качества процессов и последовательного выбора структуры процессов;
алгоритм определения статистической оценки значений показателей качества процессов технической подготовки производства в условиях применения ИПИ технологий;
классификация показателей качества процессов технической подготовки производства предприятий машиностроения.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в возможности широкого использования результатов работы в деятельности предприятий, в создании и апробации методики внедрения КСК на предприятии на этапах разработки продукции и подготовки производства на основе PDM, а также в формировании основных положений подсистемы сбора и анализа данных о качестве продукции и процессов, необходимой для разработки и реализации мероприятий по созданию КСК на основе PDM с целью повышения эффективности производства, качества и конкурентоспособности продукции.
На основе результатов исследований спроектированы и проходят опытное внедрение компьютеризированные системы управления качеством в ФГУП ОКБ «Спектр» (Рязань) и Раменском приборостроительном заводе.
Результаты разработок легли в основу учебного курса, читаемого в ГМЦ CALS-технологии, осуществляющем подготовку и переподготовку специалистов различных отраслей промышленности в области CALS.
Диссертация прошла апробацию на научных конференциях и семинарах:
Международный семинар «Проблемы разработки региональной политики в
сферах менеджмента качества и экологического менеджмента», Москва, 2001 год;
Научно-практическая конференция «Компьютерные системы управления качеством продукции - эффективный путь внедрения международных стандартов ИСО серии 9000 версии 2000 года», Королёв, 5-6 июня 2001 год;
III Международная научно-техническая конференция «Компьютерные технологии сопровождения и поддержки наукоемкой продукции на всех этапах жизненного цикла», Москва, 13-14 декабря 2001 год;
Семинар НО «Союзсерт» «Проблемы перехода сертификации КСК по версии ГОСТ Р ИСО 9000-2001 года», Москва, 09-10 апреля 2002 год;
II Международной научно-практической конференции «Сертификация и управление качеством продукции», Брянск, 20-22 мая 2002 год;
II Международная научно-практическая конференция «Компьютерные системы управления качеством продукции — эффективный путь внедрения международных стандартов ИСО серии 9000 версии 2000 года», Королёв, 5-6 июня 2002 год;
Семинар по актуализации знаний экспертов Системы "Оборонсертифика" и специалистов промышленности, Москва, 27 -28 ноября 2002 года;
IV Международная научно практическая конференция «Компьютерные технологии сопровождения и поддержки наукоемкой продукции на всех этапах жизненного цикла», Москва, 28-29 ноября 2002 год;
III Международная научно-техническая конференция "Компьютерные технологии управления качеством продукции", Королёв, 17-18 июня 2003 год.
Структура работы определена целью, задачами, предметом и объектом исследования. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованной литературы и приложений; содержит 168 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 8 таблиц, 133 наименований литературы и 2 приложения.
Анализ проблем применения СALS-технологий для повышения качества
В последнее десятилетие одним из факторов экономического роста промышленно развитых стран становится внедрение технологий информационной поддержки жизненного цикла продукции (CALS-технологий).
CALS - это новейшие компьютерные технологии, обеспечивающие создание единой информационной среды для процессов проектирования, производства, испытаний, поставки и эксплуатации продукции. Системность информационного подхода заключается в охвате всех стадий жизненного цикла продукции от замысла до утилизации. Указанные технологии позволяют решать проблемы обеспечения эффективности производства наукоемкой продукции, создаваемой десятками предприятий, участвующими в производстве на контрактной основе. Такое "виртуальное" предприятие, объединяющее несколько предприятий, теперь может работать в едином информационном пространстве, позволяющем непосредственно использовать данные от партнеров в электронной форме и, в свою очередь, передавать электронные данные своим партнерам. Таким образом, применение CALS-технологий позволяет повысить эффективность производства на конкретном предприятии, эффективность взаимодействия с поставщиками (субпоставщиками) и эффективность сервисного обслуживания (ремонта) у потребителя.
Главное достоинство CALS-технологий состоит в том, что их внедрение в полном объеме позволяет значительно повысить качество выпускаемой продукции, ускорить выполнение НИОКР и снизить на 30% издержки при производстве и эксплуатации высокотехнологичной продукции. Кроме того, такие технологии дают потребителям большие удобства пользования. Достаточно сказать, что многие тонны технической документации, используемой в традиционных технологиях разработки, создания и эксплуатации сложных машинотехнических комплексов, заменяются небольшим количеством дискет, содержащих ту же информацию, но в "электронном" виде. При этом гарантируется возможность связаться в диалоговом режиме с компьютерным центром завода-изготовителя и предприятиями-поставщиками комплектующих изделий по вопросам технического обслуживания и ремонта эксплуатируемой техники.
Сокращение затрат на разработку и производство продукции, сокращение сроков вывода новых образцов изделий на рынок, повышение качества и конкурентоспособности продукции достигается за счет следующих преимуществ применения CALS-технологий:
Во-первых, за счет системы моделирования производственных процессов с целью выбора оптимального комплекса технологических процессов, обеспечивающих достижение заданных технико-экономических параметров планируемой к выпуску продукции.
Во-вторых, за счет интегрированной информационной системы сопровождения всех этапов жизненного цикла продукции, обеспечивающей сведение к минимуму трансакционных издержек.
В-третьих, за счет эффективной системы информационного взаимодействия с субподрядчиками, обеспечивающей высокую эффективность процессов материально-технического снабжения.
В-четвертых, за счет реализации интегрированной информационной системы управления качеством продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
В-пятых, за счет интегрированной информационной системы взаимодействия с потребителями продукции, обеспечивающей сведение к минимуму затрат на ее техническое обслуживание и ремонт.
Необходимо сознавать, что, решая важную проблему повышения качества и конкурентоспособности продукции на основе CALS-технологий, зарубежные фирмы преследовали и задачу ограничения доступа на рынок продукции тех предприятий, которые не сумеют овладеть этими новейшими технологиями. И дело не только в том, что наши предприятия не смогут говорить на одном информационном языке с зарубежными фирмами. Главное состоит в том, что применение CALS-технологий позволяет значительно снизить себестоимость производимой продукции при одновременном значительном повышении ее качества и удобства эксплуатации. В развитых странах CALS рассматривается как стратегия повышения эффективности процессов, связанных с производством промышленной продукции.
Таким образом, внедрение CALS-технологий дает возможность сократить затраты на разработку и производство, сократить сроки вывода новых образцов изделий на рынок, повысить качество продукции за счет сквозной информационной поддержки ее жизненного цикла. Применение стратегии CALS является условием выживания предприятий в период перехода к рыночным отношениям, характеризующимся резким обострением конкурентной борьбы, в том числе на международном рынке.
В настоящее время во всех развитых странах разработка, производство и эксплуатация новейших видов вооружений и военной техники ведется на основе применения соответствующих CALS-технологий. Это позволяет резко сократить сроки разработки и повысить эффективность производства новейших моделей военной техники.
Перечисленные выше составляющие CALS-систем являются основой реализации всеобщего (тотального) управления качеством продукции (TQM) [33]. Как показывает опыт зарубежных фирм, внедрение современных электронных технологий сопровождения продукции на всех этапах ее жизненного цикла (CALS-технологий) позволяет кардинально решать вопросы повышения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции. Создание компьютеризированной системы качества (КСК) на основе применения CALS-технологий позволяет осуществить информационную поддержку СМК предприятия, а также реализовать развитую подсистему сбора и анализа информации о качестве продуктов и процессов предприятия.
Анализ проблемы компьютеризации функций управления качеством на предприятии в соответствии с требованиями стандарта ИСО 9001:2000 и CALS-технологий
Структура и функции компьютерных систем управления качеством продукции должны быть разработаны таким образом, что реализуемая при этом на предприятии система управления качеством продукции должна соответствовать требованиям новых международных стандартов ИСО серии 9000 версии 2000 года. Это позволит создать на рынке услуг по сертификации информационную базу для эффективной перестройки действующих на предприятиях систем управления качеством продукции в соответствии с требованиями указанных международных стандартов [53].
Существуют различные подходы к компьютеризации (информатизации) управления качеством на предприятии. Первый подход определяется общей стратегией информатизации управления предприятием, и, в первую очередь, созданием корпоративной информационной системы (КИС) предприятия [40].
В тех случаях, когда на предприятии не стремятся к созданию полномасштабной КИС, а используют набор специализированных функционально-ориентированных систем, задачи управления качеством могут решаться и с применением этих систем. Если подобная система затрагивает деятельность большинства подразделений предприятия, то такую систему называют системой корпоративного уровня [66]. Примером является система управления электронным документооборотом предприятия. Если же система решает задачи отдельных подразделений, то это локальная система. В качестве примера можно привести системы класса CRM (Customer Relations Management — управление отношениями с клиентами), класса PRM (Partner Relations Managemet — управление отношениями с партнерами) и т.п. [42].
Второй подход может базироваться на отдельных достижениях информационных технологий, таких как, например, аналитические и интеллектуальные информационные технологии и быть направленным на решение отдельных задач стоящих перед предприятием в области менеджмента качества [23].
И, наконец, третий подход заключается в информатизации деятельности отдельных категорий персонала, деятельность которого влияет на качество, посредством универсальных или узкоспециализированных систем. Последний подход обычно ассоциируется с автоматизацией системы менеджмента качества, определяемой требованиями стандартов ИСО серии 9000 [43].
В любом случае внедрение компьютерных технологий для управления качеством, равно как и задачу системной интеграции для их информационной поддержки целесообразно выделить в отдельное направление, даже если проблема решается на базе классических продуктов корпоративного уровня.
Существуют довольно много различных подходов к определению корпоративных информационных систем [19], каждый из которых не противоречит остальным, но дополняет их. Как правило, под КИС понимается комплекс программно-технических, методических и организационных компонентов, обеспечивающих создание, обработку и использование информации, необходимой для функционирования предприятия и, в первую очередь, для управления им. Иногда к описанным выше компонентам относят также и совокупность всей информации, используемой в работе предприятия.
В более широком, концептуальном смысле КИС иногда удобнее определять как «управленческую идеологию, объединяющую бизнес-стратегию предприятия (с выстроенной для ее реализации структурой) и передовые информационные технологии».
По аналогии с вышеприведенным определением можно дать следующее определение КСК: компьютерная система качества - это управленческая идеология, объединяющая управление предприятия применительно к качеству (с выстроенной для ее реализации структурой) и передовые информационные технологии. Очевидно, что компьютерная система качества — это подсистема (или подмножество элементов) корпоративной информационной системы, а проблема создания и внедрения компьютерной системы
качества должна трактоваться как одно из направлений общей стратегии автоматизации системы управления предприятием.
Из приведенных выше определений можно сделать вывод, что, в зависимости от стратегии автоматизации управления конкретным предприятием на фиксированном этапе, КСК может рассматриваться либо как целостный комплекс, предназначенный для решения всей совокупности задач управления качеством, либо просто как сумма приложений с определенным набором функций; в этом случае мы будем говорить о локальной компьютерной системе качества [33].
Ядром каждой информационной системы являются воплощенные в ней концепции управления предприятием. На данный момент существуют несколько стандартов управления. Они представляют собой описание наиболее общих правил, по которым должно производится планирование и контроль различных стадий производственного процесса: потребностей в сырье, закупок, загрузки мощностей, распределения ресурсов и пр. Наиболее известны стандарты MRP II (Manufacturing Resource Planning), ERP (Enterprise Resource Planning) и, наконец, самый последний по времени появления стандарт - CSRP (Customer Synchronized Resource Planning) [97]. В этой цепочке каждый последующий стандарт является расширением предыдущего, включая все новые сферы деятельности предприятия.
Корпоративные информационные системы, соответствующие требованиям любого из перечисленных выше стандартов, в состоянии решать достаточно широкий круг задач управления качеством, а состав решаемых задач зависит от класса системы [65].
Разработка классификатора показателей оценки качества процессов ЖЦП
Повышение качества продукции - важнейшая социально-экономическая задача любого современного предприятия. Но, чтобы повышать качество, надо уметь его оценивать. Количественная оценка качества продукции осуществляется с целью определения наилучших способов воздействия (управления) на процессы прогнозирования, планирования, разработки, производства, эксплуатации техники, то есть на всех этапах ее жизненного цикла.
Оценка качества продукции обеспечивает решение следующих задач: установление целесообразности разработки, модернизации и постановки изделий на серийное производство, снятие их с производства и эксплуатации; выбор наилучшего варианта продукции; прогнозирование и планирование показателей уровня качества изделия; анализ динамики уровня качества продукции; контроль качества изделий во времени; стимулирование улучшения качества продукции; аттестация изделий (по необходимости).
Существует ряд публикаций [4,66,101], в которых рассматриваются вопросы оценки уровня качества продукции с помощью показателей качества. В большинстве случаев данные показатели изложены в соответствующих ГОСТах и ОСТах и используются при разработке систем управления качеством продукции.
Однако применение процессного подхода в рамках стандартов ИСО 9000:2000 выявило недостаточность традиционных показателей оценки качества, таких как технический уровень продукции (ГОСТ 15467-79, ISO/IEC 9126:1993), квалиметрические показатели и др. В данной работе поставлена цель разработать классификацию показателей качества процессов, применимую в рамках данной работы.
Существующая система показателей позволяла решать задачи, стоящие перед разработчиками систем управления качеством, однако в настоящее время с одной стороны появились новые подходы к оценке качества продукции и процессов, с другой появились новые возможности в реализации методов оценки процессов компьютерными системами.
Прежде всего, это следующие методы: Методы оценки и анализа затрат на процессы ЖЦ продукции (ABC - метод, анализ затрат в CALS-технологии), Методы оценки и анализа экологического ущерба от процессов ЖЦ продукции (стандарты ISO серии 14000). Методы анализа рисков невыполнения требования к продукции и цели процессов. Методы оценки стабильности, устойчивости процессов и робастного проектирования (Тагути [125], Левин [45]).
Цель, которую автор работы поставил перед собой, — обобщить множество показателей качества процессов и продукции (ПКП), создав классификатор показателей качества (КПК), применение которого в системе PDM позволит осуществить оценку процессов, а также результатов процесса - продукции.
Для оценки качества процесса предлагается показатели, используемые для оценки процессов и его элементов, разделить на: показатели качества «входа» процесса; показатели качества «выхода» процесса; показатели качества ресурсов (механизмов) процесса; показатели затрат времени и материальных ресурсов на выполнение процесса.
В первую очередь, исходя из специфичности ряда применяемых в работе терминов, следует дать чёткое определение таким понятиям, как качество продукции, свойство продукции и показатель качества.
В СССР были разработаны три государственных стандарта: 1. ГОСТ 40.9001-88 "Система качества. Модель для обеспечения качества при проектировании и (или) разработке, производстве, монтаже и обслуживании". 2. ГОСТ 40.9002.-88 "Система качества. Модель для обеспечения качества при производстве и монтаже". 3. ГОСТ 40.9003-88 "Система качества. Модель для обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях".
В Государственные стандарты Российской Федерации были включены следующие положения: требования к качеству продукции, работ, услуг, обеспечивающие безопасность для жизни, здоровья и имущества, охрану окружающей среды, обязательные требования техники безопасности и производственной санитарии;
Разработка метода выбора структуры процесса ТПП на основе дисперсионного анализа показателя качества процесса
Решение задачи (3.1) на этапе создания процессов ("plan" в цикле Деминга) из-за большой размерности каждой из ее подзадач даже после декомпозиции и при наличии случайной составляющей является нецелесообразным и даже невозможным. Тем не менее, возможности КСК хранить и обрабатывать произвольные объемы и виды информации о процессах и его параметрах позволяют предложить для ее решения метод последовательного совершенствования процессов.
Метод последовательного совершенствования процессов предполагает корректировку варианта структуры процесса на этапе «Совершенствование процессов» цикла Деминга на основе информации о процессе, полученной в ходе реализации. Данный метод является эвристическим алгоритмом последовательного улучшения решения, и, в принципе, не предназначен для получения оптимального решения задачи (3.1), однако позволяет за сравнительно небольшое количество итераций получить рациональное решение, за счет нахождения локальных оптимумов на каждом этапе совершенствования.
Последовательность совершенствования процесса основана на выборе направления совершенствования, для чего в данной работе используется дисперсионный анализ.
Многократная реализация процесса позволяет накопить достаточное количество необходимых данных — показателей качества процесса — для анализа. Для оптимизации по всем направлениям используется одна и та же выборка. При невозможности необходимо получение дополнительных данных. Первым этапом обработки данных является разбиение их на группы по различным принципам (наличие разных элементов, различные варианты связей, управлений и механизмов, определяющих структуру процесса).
Дисперсионный анализ основан на разложении общей дисперсии показателей качества процесса на независимые слагаемые, одно из которых характеризует влияние управляемой переменной, а другое - влияние случайного фактора.
Основной вопрос дисперсионного анализа - существует ли зависимость между вариантом структуры процесса и показателем качества, либо она определяется влиянием случайной составляющей. Так же в ходе дисперсионного анализа можно оценить зависимость показателя качества процесса от варианта структуры.
Метод дисперсионного анализа основан на проверке гипотезы Но о равенстве групповых математических ожиданий значений показателей качества при выбранных вариантах структуры. Если для различных вариантов структуры групповые математические ожидания равны, то считается, что показатель качества не зависит от вариантов структуры.
Реализуем несколько вариантов структуры процесса ТПП, проведем наблюдения и зафиксируем значения показателя качества для каждого варианта структуры, а также вычислим следующие характеристики: групповое среднее и групповую выборочную дисперсию. В приведенном методе вариант структуры S обозначается как А, а показатель качества Q - как Y.
Групповое среднее - среднее, вычисленное по результатам наблюдений при і-ом варианте структуры процесса, находится по формуле: —т v(i) -4- v(,) + + v(/) nl I
Групповая выборочная дисперсия — дисперсия, вычисленная по результатам наблюдений при і-ом варианте структуры, находится по формуле:
Обозначим через а, математическое ожидание показателя качества процесса при варианте структуры Aw. Если при изменении варианта структуры групповые математические ожидания не изменяются, т.е. ai = а2 = ... = aj = ... = av, то считаем, что показатель качества не зависит от варианта структуры А. Если групповые математические ожидания не равны, то - показатель качества зависит от варианта структуры А.
Поскольку числовые значения математических ожиданий не известны, то возникает задача проверки гипотезы Но: ai = а2 = ... = av. Рассмотрим этапы проверки гипотезы Но.
Решение о правильности гипотезы Но принимается для генеральной совокупности, тогда как рассматривается выборка данных, следовательно это решение может быть ошибочным. При этом могут иметь место ошибки двух родов: Ошибка первого рода - принять альтернативную гипотезу Hi, когда верна гипотеза Но. Ошибка второго рода - принять Но, когда верна Hi. Тогда уровень значимости — вероятность ошибки первого рода: где но (-" і) - вероятность того, что будет принята гипотеза Нь если на самом деле верна гипотеза Но. Этап 3. Нахождение величины р такой, что: ее значение зависит от выборочных данных хь Хг,..., х„, т.е. ф = р (xi, Х2,..., хп); ее значение позволяет судить о «расхождении выборки с гипотезой Но»; она является случайно величиной и при выполнении гипотезы Но подчиняется некоторому известному закону распределения. Этап 4. Выделение критической области ю. Критическая область выбирается по следующему принципам: вероятность того, что критерий ф примет значение из критической области ш, должна быть равна заданному числу а (уровню значимости), т.е.: Р( р еги) = а - при заданной вероятности а ошибки первого рода вероятность Р ошибки второго рода была минимальной.
