Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Научно-методические предпосылки менеджмента качества технологии высокоскоростного затвердевания расплава 17
1.1 Управление качеством процесса 17
1.2 Проверка, оценка и аудит в СМК и производственной деятельности
1.2.1 Аудит как элемент СМК 24
1.3.1 Особенности аудитов качества первой и второй стороны 32
1.2.3 Оценка производственной деятельности в современных моделях премий по качеству
1.2.4 Способы оценки производственной деятельности 46
1.3 Статистические методы и подходы в управлении качеством 48
1.3.1 Контроль и управление на основе статистических данных 48
1.3.2 Внедрение статистических методов управления процессов
1.4 Технология аналитической обработки данных 69
1.5 Технология высокоскоростного затвердевания расплава как объект исследования
1.5.1 Быстрая закалка материалов и ее модификации 76
1.5.2 Стадии высокоскоростного затвердевания расплава и факторы управления 80
1.5.3 Условия управления в точке контакта диска и расплава 83
1.5.4 Условия управления на стадии охлаждения на диске 90
1.5.5 Условия управления на третьей стадии ВЗР 95
Выводы по главе 1 97
ГЛАВА 2 Методология осуществления объективной оценки машиностроительного производства на основе проведения технологического аудита качества 99
2.1 Разработка модели технологического аудита качества на машиностроительном предприятии 99
2.1.1 Разработка процедуры технологического аудита качества 99
2.1.2 Критерии и свидетельства технологического аудита 109
2.1.3. Рекомендации по проведению технологического аудита качества предприятия поставщика 120
2.2 Разработка методики аудитов производственно-технологической деятельности машиностроительного предприятия 129
2.2.1 Разработка алгоритма проведения технологического аудита выделенных производственных процессов 129
2.2.2 Технологический аудит функций машиностроительного предприятия 134
Выводы по главе 2 135
ГЛАВА 3 Методология статистического анализа и управления многофакторным технологическим процессом ВЗР 137
3.1 Метод анализа и выявления ключевых показателей качества процесса 137
3.1.1 Принятие решения о внедрении статистического управления процессом. Создание межфункциональной группы 138
3.1.2 Основные вопросы декомпозиции процесса 141
3.1.3 Определение показателей качества технологического процесса и составляющих его подпроцессов 143
4.1.1 Сбор и предварительная обработка данных, полученных в ходе измерения показателей качества технологического процесса 149
3.1.1 Оценка взаимосвязи показателей качества и определение ключевого показателя качества 157
3.1.2 Исследование корреляции между показателями качества и ее влияние на выходы технологического процесса 165
3.1.3 Выявление ключевых показателей качества для управления технологическим процессом 168
3.1.4 Теоретическое обоснование эффективности разработанной модели 170
4.1.1 Регулярный мониторинг показателей качества технологического процесса 173
3.2. Математико-статистическая модель анализа и управления высокоскоростным затвердеванием расплава 175
3.2.1 Сбор статистических данных. 179
3.2.2 Оценка качества и вариационный ряд 184
3.2.3 Анализ процесса путем проведения проверки статистической гипотезы о характере распределенных значений 191
3.2.4 Проведение многофакторного корреляционно-регрессионного анализа 196
3.2.5 Анализ наличия трендов у показателей качества продукции 200
3.2.6 Оценка возможности и стабильности процесса 205
3.3 Методика использования множественной регрессии при исследовании зависимостей
при высокотемпературном затвердевании расплава 205
Выводы по главе 3 211
ГЛАВА 4 Разработка метода итерационного улучшения качества высокоскоростного затвердевания расплава 213
4.1 Инновационные технологии и постоянное улучшение 213
4.2 Анализ проблем статистического управления инновационных процессов на этапе разработки и внедрения 215
4.3 Разработка алгоритма определения требований к параметрам технологического процесса 217
4.4 Потенциальные возможности использования числовых методов для совершенствования инновационных процессов 220
4.5 Условия и алгоритм проведения исследования и улучшения технологического процесса 226
4.6 Регрессионно-степенная оценка ключевых показателей качества технологического процесса 231
4.7 Разработка метода итерационного управления ключевыми параметрами качества 237
Выводы по главе 4 263
Глава 5 Разработка подхода по предупреждению несоответствий на основе единого информационного пространства 265
5.1 Управление качеством технологического процесса на основе многомерного хранилища данных 265
5.2 Мониторинг качества многофакторного технологического процесса на базе современных систем управления данными 274
5.3 Сбор и стратификация данных о процессе 280
5.4 Анализ и принятие обоснованных решений на основе расчета интегрального показателя качества 2 5.4.1 Алгоритм обработки и анализа данных и принятия решения 287
5.4.2 Формирование характерных слоев данных 289
5.4.3 Получение и группировка интегральных показателей качества 291
5.5 Управление качеством на основе применения массивов параметров процесса 294
Выводы по главе 5 299
Общие выводы и результаты работы 300
Список использованной литературы 303
- Особенности аудитов качества первой и второй стороны
- Критерии и свидетельства технологического аудита
- Принятие решения о внедрении статистического управления процессом. Создание межфункциональной группы
- Разработка алгоритма определения требований к параметрам технологического процесса
Введение к работе
Актуальность работы. Успешность создания конкурентоспособной продукции в современных условиях во многом связана с возможностью решения вопросов обеспечения, управления и улучшения качества. Это реализуется как на основе использования систем менеджмента на предприятии, так и благодаря применению отдельных методов и подходов в области качества. Выполнение требований потребителей, касающихся производства продукции с известными характеристиками и со стабильными свойствами успешно выполняются на основе применения традиционных технологий и типовых инструментов качества. Однако необходимость повышения удовлетворенности потребителя за счет формирования принципиально новых свойств продукции вызывает необходимость разработки и внедрения новых технологических разработок. При этом, некоторые инновационные процессы часто отличаются недостаточной предсказуемостью результатов, остаются по своей сути экспериментальными, что сказывается на их низкой эффективности и сложности в широком применении. Это в полной мере относится к методу высокоскоростного затвердевания расплава (ВЗР), разработанному впервые в МАТИ имени К.Э.Циолковского и предназначенному для создания широкого спектра перспективных материалов, таких как металлическая проволока и волокно со специальными свойствами.
Причиной низкого качества формируемого материала является, во-первых,
собственная изменчивость процесса ВЗР, обусловленная наличием многочис
ленных специфических чувствительных аспектов, связанных с гидродинамиче
скими и тепловыми факторами протекания процессов и имеющих место при экс
тракции продукции из расплава. Во-вторых, дестабилизирующим фактором вы
ступает производственная среда и условия проведения опытно-
экспериментальных работ, отсутствие достаточного количества и качества ста
тистических данных для проведения анализа и выработки управленческих реше
ний и т.д. Необходимым фактором создания стабильных условий является по
строение и внедрение системы менеджмента качества (СМК), применение под
ходов и методов обеспечения и управления качеством. Однако данная СМК
должна обладать рядом особенностей, связанных с разработкой и применением
инновационных технологических процессов.
Реализация процессного подхода, согласно стандартам ИСО серии 9000, предполагающая выполнение ряда требований, начиная с описания процессов и их взаимосвязей, установления критериев и методов оценки результативности и
т.д., в случае разработки и внедрения инновационных продуктов должна быть особенно сосредоточена на ключевом – технологическом процессе. Прежде всего, это касается создания условий и подтверждения выполнения необходимых действий по обеспечению качества. Так же играет важную роль формирование предпосылок по стабилизации результатов и повышение эффективности внедрения научных разработок. Требуется система мер, включающая набор критериев, для проведения комплексной проверки – технологического аудита, с возможностью его использования, в том числе, на предприятии-поставщике, что связано со стабилизацией одного из важнейших варьирующих факторов – качестве приобретаемых материалов, сырья, комплектующих, в том числе предназначенных для создания уникального специализированного оборудования.
Управление процессом невозможно представить без применения статистических методов. Однако говорить об эффективности можно только в случае комплексного использования статистических подходов и методов, связанных с реализацией принципа принятия решений на основе фактов. Необходимы соответствующие алгоритмы, позволяющие оценить уровень качества процесса, рассчитать значимость управляемого фактора и т.д., как для подтверждения стабильности процесса ВЗР, так и при последующем его постоянном улучшении.
На этапе внедрения по причине ограниченного количества данных применение статистических методов в полном объеме может быть затруднено. В этих условиях именно моделирование на основе численных методов может стать объективным гарантом всесторонней оценки, прогнозирования рисков и качества создаваемой системы.
Для достижения наилучшего результата в дополнение к управлению «значимыми факторами, следует учитывать и многочисленные важные» (по Джура-ну), способные в определенных условиях привести к появлению несоответствий, либо служащие источником дополнительных потерь. Однако, собираемые сведения о технологическом процессе часто разрозненны, интерпретируются различными специалистами, а также их сбор и обработка занимают достаточно продолжительное время. Представить наглядную картину совокупности факторов, оказывающих отрицательное, дестабилизирующее влияние на характеристики качества изделия и принять решение в таких условиях сложно. Перспективное решение возможно только в случае формирования единой информационной многомерной базы СМК, позволяющей работать с многочисленными разнородными данными в режиме реального времени, и обеспечивающей сбор, клас-
сификацию, хранение, обработку и анализ системы статистических данных для дальнейшего обоснованного принятия решения об улучшении ВЗР.
Цель работы заключается в разработке научных основ обеспечения и управления качеством инновационных технологий, базирующихся на многофакторном анализе состояния, возможностей и результатов технологического процесса и направленных на реализацию управляющих действий.
Для достижения поставленной цели работы определены следующие
направления (задачи) исследований:
разработка методологии осуществления объективной оценки обеспечения качества производственных процессов на основе проведения технологической проверки;
комплексное использование статистических методов в управлении качеством инновационных процессов на примере технологии ВЗР;
реализация процессного подхода на основе последовательной декомпозиции, выявления ключевых факторов в сложном технологическом процессе;
разработка основ итерационного управления качеством инновационного технологического процесса на этапе его внедрения в условиях ограниченного количества данных;
создание условий, обеспечивающих сбор, обработку и анализ разнородных данных для оперативного информирования о состоянии процесса и предотвращения повторения негативного протекания процесса.
Объект исследований: процессы управления качеством в инновационных технологиях на примере высокоскоростного затвердевания расплава.
Предмет исследований: научно-методические, организационно-технические методы и подходы обеспечения, управления и улучшения качества производственных и технологических процессов.
Научную новизну работы составляют:
-
Методология технологической проверки обеспечения качества, основанная на трехэтапной модели, включающей в себя максимально детализированное планирование, самооценку и технологический аудит с использованием комплекса разработанных критериев качества производственно-технологических процессов.
-
Метод обоснованного выбора ключевых параметров для управления многофакторной технологией, отличающийся последовательной декомпозицией
процесса с расчетом предложенных коэффициентов, оценивающих вклад параметров в результаты выходных показателей качества и прирост вариации.
3. Методология управления качеством высокоскоростного затвердевания
расплава на основе сформированного алгоритма последовательного применения
набора статистических методов и разработанных рекомендаций по их примене
нию для высокоскоростного затвердевания расплава.
-
Метод итерационного управления качеством высокоскоростного затвердевания расплава, основанный на моделировании с применением численных методов для получения и учета зависимостей между выходными и входными параметрами технологического процесса в условиях ограниченного количества данных.
-
Новый подход в реализации предупреждающих действий для технологического процесса, отличающийся формированием и позиционированием предложенных интегральных показателей качества в многомерном хранилище данных в слоях с различным опытом получения предыдущих результатов.
-
Ряд частных решений в области управления качеством - методика многофакторного регрессионного анализа процесса; контрольная карта с использованием относительных показателей вариации.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методологии исследования, основанной на современных принципах менеджмента качества, таких как принятие решений на основе фактов, процессный подход и постоянное улучшение. При разработке использовались методы математической статистики, в том числе, описательная статистика, корреляционный и регрессионный анализ, теория проверки гипотез, методы анализа статистических данных; нашли применение анализ возможностей процесса, анализ временных рядов и статистическое управление процессами; методы моделирования процессов; методы аудита качества. Для решения ряда поставленных задач применялись численные методы и методы комплексного многомерного анализа больших массивов информации на основе OLAP-технологии.
Обоснованность применяемых методов подтверждается их широким использованием в прикладных исследованиях. Достоверность результатов и выводов работы подтверждена проведенной апробацией на предприятиях и широкой дискуссией со специалистами.
Практическая значимость. На основе разработанных теоретических положений и проведенных исследований решены следующие практические задачи:
разработаны методические материалы, включающие модели, критерии, опросные листы, позволяющие обеспечить необходимые производственные условия путем проведения технологического аудита;
разработаны предложения для реализации процессного подхода при внедрении инновационной технологии, позволяющие при декомпозиции проводить оценку параметров подпроцессов для их обоснованного выбора с целью улучшения управления;
разработаны предложения по управлению инновационными процессами на этапе внедрения в условиях ограниченного количества данных;
на основе комплексного использования статистических методов даны предложения по решению задач, связанных с мониторингом технологических процессов и направленных на достижение и поддержание их стабильности;
предложено аналитическое расширение информационных технологий, направленное на оперативный анализ состояния технологического процесса и возможность активной реализации предупреждающих действий.
Разработанная методология управления и улучшения качества процесса высокоскоростного затвердевания расплава создает основу для производства широкого спектра перспективных материалов методом быстрой закалки с заданными свойствами при высоком уровне эффективности.
Полученные научные результаты могут быть использованы при построении, внедрении и улучшении СМК машиностроительного предприятия, а также для аудитов производственной деятельности предприятий-поставщиков.
Реализация результатов. Результаты диссертационной работы нашли
практическое применение при выполнении государственных научно-
исследовательских программ, работ и контрактов под научным руководством Одинокова С.А:
-
Госбюджетная НИР №1766П в рамках НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» на тему «Комплексный подход к разработке информационно-методического обеспечения по управлению технологическими процессами в рамках систем менеджмента качества предприятий оборонного комплекса» (2003-2004 гг.).
-
Договор №ГА-106/4 на выполнение НИОКР «Управление качеством процесса формирования высокотемпературных пластических припоев на медной основе методом высокоскоростного затвердевания расплава» по гранту Москвы 2004 года.
-
Ведомственная научная программа "Развитие научного потенциала высшей школы" на 2005г. по теме «Разработка научных основ управления процессом высокоскоростного затвердевания расплава при получении нано - и микрокристаллических материалов».
-
Государственный контракт №П2534 в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2011гг по теме «Управ-
ление качеством технологического процесса получения микрокристаллического волокна в условиях высокоскоростного затвердевания расплава».
-
Госбюджетная НИР № 7.4489/12 на тему «Разработка научных основ статистического управления процессами на базе информационных систем в промышленных технологиях» (2012 -2013 гг.).
-
Договор на выполнение НИР ВБ 52/12 на тему «Построение интеллектуальных компонентов системы менеджмента качества» в рамках программы инновационного развития Федерального государственного унитарного предприятия "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" на 2011-2015 годы.
Предложенные решения также послужили основой для разработки методических материалов, использованных в учебном процессе МАТИ.
В период подготовки диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук под научным руководством Одинокова С.А. были подготовлены и успешно защищены в период с 2008 по 2013 г.г. диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Богоявленским-Храмовым М.С., Пашковым П.И., Семушкиным М.А., Коробейниковым Л.В., Богдановым А.В., направленные на обеспечение и управление качеством технологических процессов.
Апробация работы. Основные научные и практические положения работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях «Управление качеством» (2002-2015г.г.), «Новые материалы и технологии» (2002,2008,2010,2012г.г.), «Быстрозакаленные материалы и покрытия (2002,2003,2008,2009г.г), «Применение ИПИ-технологий в производстве» (2003, 2007-2009, 2011-2013г.г.), на Международном аэрокосмическом конгрессе (2003,2009,2012,2015 г.г.) , форуме ТЮФ 2008,2010г.г.) и т.д.
По результатам выполненных исследований опубликовано 68 работ (14 из которых соответствуют перечню, рекомендованному ВАК).
Разработанный метод итерационного управления качеством технологического процесса был апробирован в ООО «Стальные фильтрующие материалы» при внедрении производства титанового волокна и для улучшения стабильности параметров стального волокна.
Метод обоснованного выбора ключевых параметров для управления многофакторной технологией был использован в ЗАО «Аларм» для управления качеством производства проволоки припоев на основе меди.
Методология управления качеством высокоскоростного затвердевания расплава, на основе комплексного использования статистических методов для сбора, обработки и анализа данных была апробирована в ЗАО «Русские металлические волокна» при производстве стального волокна для повышения ста-8
бильности и управляемости процесса изготовления титанового волокна.
Методология технологической проверки для обеспечения качества машиностроительного производства была апробирована в ЗАО «Айсберг» и ГКНПЦ им. М.В.Хруничева.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы (198 наименований), изложена на 295 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка и 9 таблиц, 12 приложений.
Особенности аудитов качества первой и второй стороны
Вся работа, выполняемая по определенной технологии, представляет совокупность взаимосвязанных процессов, операций, работ. Соответственно, общее руководство качеством осуществляется через управление всей совокупностью процессов. Основные участники отдельного процесса — поставщик, исполнитель и потребитель. Следует отметить, что при рассмотрении цепочки взаимосвязанных процессов для одного лица происходит обязательная смена ролей, когда исполнитель одного процесса является поставщиком для следующего процесса и одновременно может также быть потребителем результатов предыдущего процесса.
В общем виде планирование управления технологическим процессом можно представить в виде четырех следующих этапов[19]: - Разработка технических условий технологического процесса. - Анализ схемы технологического процесса - Установление каналов передачи данных, особенно обратной связи. - Разработка детальной документации на все операции процесса, информационное обеспечение и вспомогательные виды деятельности
Непосредственное овеществление запланированных показателей качества происходит на этапе производства. Процесс производства, как любой другой процесс, представляет собой совокупность взаимосвязанных ресурсов и деятельности, которые преобразуют вход процесса в соответствующий выход. Под ресурсами понимаются кадры, оборудование, методы изготовления и стандарты. Входом процесса являются поставляемые материалы и необходимая информация. Все поставщики материалов и информации на вход процесса являются внешними поставщиками, а производство представляет для них в свою очередь потребителя. Выходом процесса является готовый продукт.
Цель управления – обеспечить стабильность (устойчивость) процесса и непрерывно уменьшать вариации стабильного процесса. Устойчивый случайный процесс - это процесс, функция распределения которого остается постоянной во времени. Все вариации процесса являются следствием
проявления двух видов причин: специальных и общих. Специальные причины связаны с нарушением нормального хода процесса. Общих причин много, влияние каждой в отдельности невелико, но в результате их большого количества, суммарное воздействие может стать весьма ощутимым. Необходимо устранить специальные причины вариации и затем уменьшать вариации, обусловленные общими причинами. Устранение специальной причины важное дело, но это еще не является совершенствованием процесса, а только шаг к состоянию статистического контроля. По Джурану: «Устранение специальной причины лишь приводит систему к состоянию, в которой она должна быть с самого начала».
В.Шухарт предложил перенести внимание с отдельных проявлений несоответствий и дефектов продукции на вариации процесса, т.е. источником несоответствий являются вариации процесса и, соответственно, нужно искать не виновных, а вовлекая всех причастных, искать причины несоответствий и их устранять. Система управления качеством воздействует на часть входов, чтобы на выходе процессы были устойчивы и их вариации уменьшались.
Э.Деминг указывал на ряд преимуществ, которые дает состояние стабильности процесса, или состояния статистического контроля[13,14]: - Процесс можно идентифицировать, его качественные характеристики предсказуемы, его возможности измеряемы. Технологические параметры и качественные характеристики остаются неизменными в течение длительного времени. - Затраты – предсказуемы. По мере повышения качества они снижаются. - Обеспечивается ритмичность выпуска и максимальная производительность. - Можно с высокой степенью достоверности измерить изменение системы и влияние изменений на систему - Процесс, который сегодня находится в состоянии статистического контроля, стабилен, дает рациональную основу для прогнозирования результатов завтрашнего процесса.
Если смешивать общие и специальные причины, то это приводит к большому разбросу отклонений и более высоким затратам. Стабильность редко бывает естественным состоянием. Это достижение, результат устранения одной за другой специальных причин[15].
Обнаружение специальной причины отклонений и ее устранение обычно обязанность человека, непосредственно связанного с рассматриваемой технологической операцией. Некоторые специальные причины могут быть устранены только администрацией.
Устранение общей причины проблем и отклонений, ошибок, неточностей, низкой производительности, низкого уровня продаж, несчастных случаев – обязанность администрации.
Если речь идет о состоянии статистического контроля, это значит, что все специальные причины, существовавшие до сих пор, были выявлены и устранены. Остающиеся отклонения можно объяснит волей случая, т.е. общими причинами, до тех пор, пока новая специальная причина не будет выявлена и устранена.
Добившись стабильности процесса, приступают к его совершенствованию. Для этого после тщательного анализа устанавливают первоочередные задачи. При этом учитываются затраты, возможность проведения мероприятий и предполагаемый эффект[17, 18].
В качестве процедуры для выявления специальных причин, а также для проведения оптимизации процесса, производства или системы необходимо использовать цикл Деминга (рисунок 1), который является основой в управлении качеством и состоит из следующих стадий[16]:
Критерии и свидетельства технологического аудита
В известной книге И.Кобаяси [65] предлагается двадцать ключевых взаимосвязанных направлений совершенствования предприятия с возможностью оценки достигнутого уровня, которые мы можем использовать для оценки поставщика. Данная методика включает в себя проведение упорядочения на рабочих местах, командную работу в малых группах, использование технологии быстрой переналадки, соответствующее техническое обслуживание оборудования и т.д. Автором подчеркивается необходимость применения в обязательном порядке всех предложенных элементов без исключения. Каждый элемент имеет пять уровней с описанием ключевых моментов и существующих проблем, необходимых для рассмотрения и решения на следующем этапе.
В российской практике для оценки предприятия, предлагается модель[58], включающая характеристики процесса производства продукции на разных уровнях развития. Проверяется подготовка производства, валидация технологии, планирование и учет на предприятии, обеспечение комплектующими изделиями и инструментом, облуживание производства и контроль качества. Уровни развития начинаются с нулевого или несущественного, при котором организация даже не осознает наличие проблемы управления. Затем следует начальный уровень - организация понимает существование проблемы, но отсутствуют стандартизованные процессы, все решается в зависимости от квалификации отдельных сотрудников. Повторяемый уровень предполагает, что процессы выполняются по одним процедурам различными сотрудниками. Нормализованный уровень – процессы стандартизованы и внедрены с помощью одинаковых тренингов. Управляемый уровень включает в себя постоянный мониторинг и обеспечивает возможность проведения необходимых корректировок. Процессы при этом постоянно улучшаются. Оптимизируемый уровень предполагает использование передового опыта с применением информационных систем для автоматизации потоков работ.
Следует также учитывать большой опыт в отечественном производстве, базирующийся на применении стандартов единых государственных систем, в том числе по технологической подготовке производства. Выполнение требований нормативных документов повышает уверенность в возможностях поставщиков выполнить взятые на себя обязательства.
Статистический метод анализа и оценки качества продукции — это метод, при котором значения показателей качества продукции определяют с использованием правил математической статистики. Известно, что каждому процессу присуща собственная изменчивость качества[66-71]. Необходимо найти пути по ее минимизации. Для этого наиболее эффективным средством является переход от статистической проверки качества готовой продукции к динамической проверке и регулированию во время производства. Необходимо получить информацию о реальной работе процесса, провести оценку и анализ характеристик процесса. Следует провести статистический анализ причин отклонения. Необходимо исследовать каким образом вариации различных контролируемых параметров воздействуют на признаки качества. Важнейшей задачей является расслоение причин на общие и специальные, т.к. их устранение производится по-разному. Это позволит добиться предотвращения, а не контроля или выявления несоответствий, и даст возможность проводить улучшения и повышение производительности процесса с последующей оценкой эффективности проведенных действий.
Статистический приемочный контроль — это контроль, основанный на применении методов математической статистики для проверки соответствия качества продукции установленным требованиям и принятия продукции[72-75]. Необходимо на основе статистических методов и сообразуясь с экономическими требованиями определить взаимосвязь между партией изделий и объемом выборки, а также способы отбора из партии выборок, критерии оценок и т.д. По результатам контроля надо принять решение о приемке партии продукции или об ее отклонении. Однако на современном этапе акцент смещается с контроля на управление качеством, важнее предупредить и исключить появление несоответствия, а не обнаружить его после получения продукции и тратить средства на его устранение.
Статистический анализ точности и стабильности технологического процесса — это установление статистическими методами значений показателей точности и стабильности технологического процесса и определение закономерностей его протекания во времени[76-79].
Под точностью технологического процесса понимается его свойство обеспечивать близость действительных значений параметров к нормируемым значениям.
Под стабильностью технологического процесса понимается его свойство обеспечивать постоянство распределения вероятностей его параметров к нормируемым значениям. На любой процесс воздействует ряд факторов имеющих случайный и систематический характер. В результате этого происходит некоторое рассеивание значений параметров, которое может быть апроксимировано нормальным законом распределения: х- ju\ х )=! 2сг (11) сгл/2л" где x-переменная случайная величина; ju - математическое ожидание случайной величины x; а - среднее квадратичное отклонение случайной величины x. Математическое ожидание характеризует положение кривой распределения, а среднее квадратичное отклонение характеризует степень рассеяния случайной величины относительно математического ожидания. Определение точности технологического процесса производится сравнением с техническим допуском. Для количественной оценки используется коэффициент точности технологического процесса:
Принятие решения о внедрении статистического управления процессом. Создание межфункциональной группы
Схема проведения технологического аудита качества При проведении аудита второй стороной могут возникнуть следующие проблемы и вытекающие из них задачи:
1. Одним из основных критериев при выборе поставщика является наличие у него сертифицированной системы менеджмента качества. Но, если СМК отсутствует, то возникает необходимость проведения оценки возможностей предприятия с точки зрения качества, как минимум для оценки рисков. В этом случае большинство используемых на практике критериев становится малоприменимым.
2. Как потребителей нас будет интересовать возможно единственный продукт или услуга и, соответственно, необходимо будет ограничить объем проверки. Для этого кроме аудита системы, можно воспользоваться аудитом продукции или процесса, когда проверяется возможность обеспечить достижение запланированных результатов. Наибольший интерес представляют специальные процессы, недостатки которых могут быть выявлены только в момент использования продукции у потребителя. У такого аудита есть одно небольшое преимущество – в случае необходимости проведения изменений, поставщик скорее согласится с изменениями в данном процессе, чем во всей системе управления. В этом случае следует определить критерии проверки. Нас может интересовать надежность технического контроля, эффективность управления процессом, технологическая дисциплина, качество управления конструкторской и технологической документацией и т.д. Интерес представляет проверка технических решений, их влияние на обеспечение качества продукции. Комплексное изучение потенциала производственно-технологических процессов называется технологическим аудитом.
3. Ситуация с критериями, представленными в общей форме, может привести к поверхностному осмотру производственной деятельности или к проверкам служб технического контроля. Отсутствие четких критериев может привести к спору и разногласиям между аудитором и сотрудниками, имеющими отношение к проверяемым объектам, что не приносит пользы во взаимодействии между поставщиком и потребителем. Нежелание идти на конфликт у аудитора, приводит к тому, что в качестве несоответствий указываются только их ограниченный набор, например, просроченная поверка метрологических приборов, отсутствие подписи на документе, наличие устаревшего справочника и т.д. Обнаружение только таких несоответствий или споры о том, что должно быть на производстве приводят и к снижению эффективности конкретного аудита, и что значительно хуже, к снижению мотивации в проведении подобной процедуры и в сведении ее к формальной деятельности. В действительности аудит, в том числе и производственной деятельности, должен быть направлен не только на подтверждение выполнения соответствующих требований, но позволял бы проводить улучшения, был ценным для проверяемой стороны.
4. Анализ существующих практик аудита показывает особую важность обеспечения компетентности аудиторов и руководителей группы по аудиту. В случае проведения технологического аудита на первое место выходят производственный опыт аудитора и знания технологических особенностей процессов, наличие специальных знаний и практик работы в определенной отрасли.
При этом, крайне нежелательным может быть отвлечение своих ведущих специалистов, а тем более руководящий состав предприятия, от их прямых обязанностей для проверки поставщиков, несмотря на важность и ответственность данной работы.
5. Учитывая, что участие в аудитах является для работников предприятия периодической или даже редкой работой, следует предположить более низкую результативность и эффективность по сравнению с профессиональными аудиторами. Поэтому следует подготовить будущего аудитора, в том числе с точки зрения того, что он должен увидеть и зафиксировать на проверяемом предприятии, вплоть до возможных свидетельств аудита.
В результате выполненных исследований, показано – уровень развития производства, играющий важнейшую роль в обеспечении качества поставляемой продукции, в современных условиях может быть установлен посредством использования критериев двух типов: критерии, связанные с требованиями стандарта ГОСТ ISO 9001-2011 и дополнительные критерии, позволяющие более подробно оценить качество выполнения производственных процессов.
Проведение аудита подразумевает сбор и верификацию информации, касающейся цели проверки, используемых критериев. Должно присутствовать наличие свидетельств, демонстрирующих разработку, осуществление и контроль необходимых мероприятий по обеспечению и управлению качеством, подтверждающих осуществление планирования в достаточном объеме, наличие необходимых документированных процедур, обеспечивающих требуемый уровень порядка на предприятии. Свидетельством аудита могут быть записи, изложение фактов или другая информация, которые связаны с критериями аудита и могут быть проверены. Подход, основанный на свидетельстве, является принципом проведения аудита.
Учитывая, что в аудите будут принимать участие сотрудники, для которых эта работа не является профессиональной, необходимо с самого начала определить предварительный перечень того, что может выступать в качестве свидетельств аудита.
Для проведения аудита следует создать список вопросов, по каждому критерию, ответы на которые во время проверки дают возможность получить соответствующие свидетельства. Создание такого вопросника является способом улучшения качества и на своем предприятии. Он может быть создан на основе результатов внутренних проверок и затем применен для оценки поставщиков. Это связано с тем, что многие виды деятельности, процессы разных предприятий достаточны близки.
Если сертификационный аудит, прежде всего, служит для подтверждения соответствия системы, то аудит второй стороны желательно направить на улучшение деятельности поставщика. В первом случае свидетельства аудита находятся во время проверки и аудиторам категорически следует отказываться от предложенных со стороны аудитируемых некоторых своих вариантов таких свидетельств, обеспечить выборочный, но абсолютно независимый анализ ситуации. Кроме того, следует воздержаться от какого-либо консультирования и тем более от обучения сотрудников проверяемого предприятия. При проверке же поставщиков предлагается изменить такой подход. Следует не только указать проверяемые критерии, но и каким образом они будут проверяться. Это позволяет проверяемой организации еще раз посмотреть на свою деятельность, оценить свои слабые места, провести необходимые изменения. Здесь реализуется еще один постулат Э.Деминга – «Устраните страх», в данном случае страх перед проверяющей организацией, что позволяет обеспечить взаимоотношения на основе доверия.
Проверяемая организация должна с помощью полученного вопросника, кратко описать состояние своей деятельности. Кроме того, она может добавить от себя информацию, подтверждающую выполнение указанных критериев.
Эта информация анализируется перед началом аудита, причем в предварительном анализе мы можем использовать большое количество своих специалистов с целью определения насколько такие свидетельства соответствуют заданным критериям. После составления первоначального списка свидетельств аудита, проверяющие, отправляемые на предприятие, получают задание, что они должны зафиксировать как минимум во время внешней проверки. Для аудита необходимо использование работников, непосредственно взаимодействующих с поставщиком, и при этом основную работу по проведению аудита сместить на этап подготовки, в том числе и по выбору критериев, а также по выявлению возможных свидетельств. И проверяемая организация и проверяющая до начала аудита должны четко знать, что будет проверяться.
Разработка алгоритма определения требований к параметрам технологического процесса
Вариация – одновременное существование различающихся значений признака в совокупности. Возникает в результате того, что индивидуальные значения признака складываются под совокупным влиянием разнообразных факторов (условий), которые по-разному сочетаются в каждом конкретном случае. Например, гидродинамические и температурные условия, значения геометрических характеристик сечения волокна и т.п. наличие вариации является основной предпосылкой статистического исследования [183].
Выделяют две группы факторов, влияющих на массовые явления и процессы и являющихся источником вариации: 1) общие и 2) случайные факторы. Общие факторы (общие для всех единиц массовой совокупности) действуют одинаково (постоянно) на каждую единицу совокупности. Именно они делают эти единицы похожими друг на друга, создают общие для них закономерности, формируют типичный уровень для единиц качественно однородной совокупности.
Случайные факторы индивидуальны, они действуют на отдельные единицы массовой совокупности и формируют отклонения индивидуальных значений признака от типичного уровня.
Задачи исследования вариации результатов ВЗР при использовании количественных признаков: Вариации признака и характер распределения изучаются прежде всего с помощью некоторых характеристик вариационного ряда, из которых рассмотренная ранее средняя арифметическая является основной, характеризующей центр группирования. Другими характеристиками центра группирования являются мода Mo и медиана Me.
Мода для дискретного ряда определяется непосредственно как вариант (x), имеющий наибольшую частоту или частность. Для интервального ряда с равными интервалами мода рассчитывается по формуле:
Для нахождения медианы (значения признака у средней единицы ранжированного ряда) сначала определяется ее порядковый номер, а затем по накопленным частотам определяется либо сама медиана (для дискретных рядов), либо медианный интервал (для интервальных рядов), в котором путем простой интерполяции рассчитывается значение медианы по формуле:
Для суждения о вариации признака используется ряд показателей. - средне линейное отклонение: где xrx абсолютные значения отклонений отдельных вариантов (jq) от средней арифметической. - среднее квадратичное отклонение а: наиболее распространенный и применяемый показатель вариации, рассчитываемый по формуле:
Выбор типа статистической группировки зависит от характера результатов. Прежде сего, выделяются дискретные и интервальные.
Дискретные группировки рекомендуются, если значение признака в совокупности повторяются часто и количество вариантов значений много меньше, чем объем совокупности. При этом количество групп определяется числом вариантов значений признака.
Интервальные группировки используются, если группировочный признак имеет большое число вариантов значений по сравнению с объемом совокупности.
Наиболее удобно для результатов высокоскоростного затвердевания расплава использовать равноинтервальные группировки. Алгоритм проведения группировки с равными интервалами включает следующие шаги.
Если в результате деления получится нецелое число, то округлять нужно в большую сторону, а не в меньшую. 3) Определяются границы каждого интервала. Для первого интервала: от хтіп до xmin + Л Для второго интервала: отхтіп + до хтіп +2 . Для т-го интервала: от xmin +(m-1) до хтах. 4) Подсчитывают число единиц, попавших в интервал. Причем единицы, имеющие значение признака равное граничному, относят только к одному из интервалов. 5) Результаты заносят в таблицу. 6) Графическое представление вариационного ряда. Графическое представление вариационного ряда представляется в виде различных гистограмм[46]: а) Обычный тип (симметричный). Гистограмма с таким распределением встречается чаще всего, и собственно, является желаемым результатом. Она указывает на статистическую стабильность процесса и возможность последующего прогнозирования. б) Гребенка (мультимодальный тип). Здесь классы через один имеют более низкие частоты. Такая форма встречается, когда число единичных наблюдений, попадающих в класс, колеблется от класса к классу или, когда действует определенное правило округления данных. Свидетельствует о недостаточности проведенных испытаний либо о необходимости пересчета вариационного ряда. в) Положительно (отрицательно) скошенное распределение. Среднее значение гистограммы локализуется слева (справа) от центра размаха. Частоты довольно резко спадают при движении влево (вправо) и, наоборот, медленно вправо (влево). Такая (асимметричная) форма встречается, когда невозможно получить значения ниже определенного. г) Распределение с обрывом слева (справа). Это одна из тех форм, которые часто встречаются при 100%-ном контроле изделий из-за плохой воспроизводимости процесса, а также когда, например, отобраны и исключены из партии все изделия с параметрами ниже контрольного нормативы. д) Плато (равномерное и прямоугольное распределение). Такая гистограмма получается в случаях, когда объединяются несколько распределений, в которых средние значения имеют небольшую разницу между собой. Анализ такой гистограммы целесообразно проводить, используя метод стратификации. е) Двухпиковый тип (бимодальный тип). Такая форма встречается, когда смешиваются два распределения с далеко отстоящими средними значениями, например, в случае наличия разницы между двумя видами материалов, двумя операторами и т.д. В этом случае можно провести расслоение по двум видам фактора, исследовать причины различия и принять соответствующие меры для его устранения. ж) Распределение с изолированным пиком. Рядом с распределением обычного типа появляется маленький изолированный пик. Это форма появляется при наличии малых включений данных из другого распределения, появления ошибки измерения или просто включения данных из другого процесса. По результатам анализа гистограммы дается заключение о необходимости настройки измерительного прибора или срочного осуществления контроля процесса.
Если имеется допуск, то необходимо нанести на гистограмму границы допуска (ТH – нижняя граница допуска, ТB .- верхняя граница допуска), чтобы сравнить распределение с этими границами. Существует пять типичных случаев, показанных на рисунке 3.8. По приведенным случаям возможно провести первичную оценку стабильности процесса.