К инструментам управления качеством относятся:
- матрицы развертывания функции качества – Quality Function Deployment (QFD);
- диаграмма Парето;
- контрольные карты;
- карта процесса;
- диаграмма рассеивания;
- диаграмма «причинно-следственная связь».
1. Полностью развернутая функция качества (QFD) включает четыре этапа отслеживания
«голоса потребителя» при создании или модификации продукции [1]:
- планирование продукции (Product Planning);
- проектирование продукции (Product Projecting);
- планирование процесса (Process Planning);
- планирование производства (Production Planning).
Первый этап QFD завершается построением матрицы планирования продукции (Product
Planning Matrix– PPM), или House of Quality (рис. 4.5). Матрица PPM включает несколько специальных матриц, таких как:
- матрица связей между требованиями потребителей и характеристиками продукции, через которые можно удовлетворить поставленные требования;
- корреляционная матрица, определяющая зависимость между отдельными характеристиками продукции;
- матрица оценки конкурентов, определяющая возможности каждого конкурента в удовлетворении требований потребителя;
- матрица оценки конкурентов по достижению требуемых характеристик продукции.
Рассмотрим построение матрицы связи между требованиями потребителей и характеристиками продукции, через которые можно удовлетворить выдвинутые требования на примере House of Quality, приведенном в.
1. Определение требований потребителя или «Что потребитель хочет» от изделия. Например, потребитель стремится приобрести экономичный автомобиль для постоянного пользования. Опрос потребителей показал, что понятие «экономичный» выражается через набор требований, таких как:
- легкий вес;
- простота в использовании;
- надежность;
- простота в содержании автомобиля;
- минимальный риск отказов при эксплуатации.
2. Установление рейтинга потребительского требования (RC), иначе, «веса» каждого требования. Такая оценка обычно ведется в присвоении требованиям баллов от 1 до 5.
Рис. 4.5. Матрица планирования продукции, или House of Quality
3. Выделение основных характеристик изделия. Здесь исследуются вопросы о том, как можно претворить в изделие требования потребителя или «Как перевести голос потребителя в характеристики изделия». В рассматриваемом примере к ним относят:
- снижение требований к электронике;
- использование алюминиевых комплектующих изделий;
- ремонт через автоцентр;
- ремонтопригодность;
- улучшение пленочного покрытия;
- экономная разработка.
4. Проводится построение матрицы связей между «Что» и «Как». Связи разделяются на сильные, умеренные и слабые и им присваиваются баллы, соответственно, 5, 3 и 1 (или 9, 3, 1). В матрице принято связи отображать в виде условных обозначений. В строке рейтинг важности проставляется сумма баллов важности каждой из характеристик при планирования качества продукции. Сила связи обозначена как SR.
5. Рейтинг важности по каждой характеристике (RI) подсчитываются как сумма баллов по столбцу по формуле:
где RC – рейтинг требования потребителя;
SR – количество баллов, определяющих силу зависимости требования от характеристики.
6. Определяем вес каждой характеристики как отношение рейтинга важности каждой характеристики к общей сумме баллов по всем характеристикам, т.е.
7. В строке «Цели» по каждой характеристике дается ее количественное значение, которое позволяет создать в целом экономичный автомобиль.
Матрица связей представлена на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Матрица связей между требованиями потребителей (Что) и характеристиками продукции (Как)
8. Над матрицей связей выстраивается корреляционная матрица – «крыша Дома качества», показывающая характер связей между характеристиками продукции. Так, в рассмотренном примере наиболее сильные связи существуют между ремонтопригодностью автомобиля и возможностью его восстановление в автоцентре.
9. С матрицей «связей» совмещается матрица оценки конкурентов по способности их выполнить требования потребителей. Оценка конкурентов ведется по пятибалльной шкале. Для каждой компании по столбцу против каждого требования выставляется оценка его выполнения: хорошо, удовлетворительно, плохо. Если придать этим качественным характеристикам количественное соответствие, например, 4, 3 и 2, то простым арифметическим сложением получим оценку удовлетворенности требований потребителя конкурентами.
10. Оценку конкурентов проводят по способности их реализовать в продукте соответствующие характеристики, улучшением которых удовлетворяются требования потребителей.
Выполняя действия по пунктам с 1 по 10, заполняем все элементы конструкции House of Quality. После этой процедуры можно переходить к проектированию продукции и планированию процессов, а затем – к планированию производства.
2. Диаграмма Парето (Pareto diagram) – инструмент, позволяющий выявить наиболее значимые факторы или условия в обеспечении качества продукции. Диаграмма Парето, названная именем ее автора, итальянского ученого-экономиста Парето (1845–1923), представляет собой столбчатый график, построенный по определенному правилу, которое состоит в следующем.
График, построенный по Парето, представляет собой упорядоченную по количественному признаку и распределенную последовательность изучаемых событий, например, количество дефектов продукции, число отказов оборудования, величина отклонений, другие показатели качества. Элементом диаграммы Парето является кумулятивная кривая, показывающая нарастающее количество дефектов по факторам (рис. 4.7) или интервалам времени, выборкам.
3. Причинно-следственная диаграмма (диаграмма Ишикавы) – инструмент, позволяющий выявить отношение между показателями качества и воздействующими на него факторами путем упорядочения и демонстрации связи между отдельными факторами (причинами) и конечным результатом. Потенциальные причины классифицируются по категориям и подкатегория так, что их представление напоминает рыбий скелет (рис. 4.8). Автор причинно–следственной диаграммы – профессор Токийского университета К. Ишикава.
Особенности построения диаграммы состоят в следующем: проблема – центральная горизонтальная линия, главные факторы (категории) – наклонные линии, горизонтальные линии к наклонным – основные факторы (подкатегории), определяющие состояние каждого основного фактора; наклонные линии к горизонтальным, основным факторам – частные факторы. Количество главных факторов, как правило, ограничено числом 4–6. Например, проф. Ишикава исследует в основном пять фактора – 5М: люди (men) и условия их труда, оборудование (machine), предметы труда (material), методы (metod) – технологии и организация работ, измерение (measuring). Схема выстраивается в виде «рыбьего скелета», где «хребет» – проблема, «большие кости» – основные причины, которые являются следствием действия менее значимых факторов– причин, а менее значимые факторы – следствием слабо проявляемых причин.
Рис. 4.8. Причинно-следственная диаграмма, или диаграмма Ишикавы
4. Контрольная карта (Control chart) – инструмент, позволяющий отслеживать ход протекания процесса посредством измерения показателей качества продукции и воздействовать на него (с по- мощью соответствующей обратной связи), предупреждая отклонения от предъявляемых к продукции и процессу требований. В зависимости от сферы применения выделяют три основных вида контрольных карт:
- контрольные карты Шухарта (W.E. Shewhart, 1924 г.) и аналогичные им, позволяющие оценить, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии;
- приемочные контрольные карты, предназначенные для определения критерия приемки процесса;
- адаптивные контрольные карты, с помощью которых регулируют процесс посредством планирования его тренда.Рассмотрим особенности построения контрольных карт, имеющих наибольшее распространение. Основными параметрами контрольной карты являются центральная линия (ЦЛ), верхний контрольный предел (ВКП) и нижний контрольный предел (НКП), образующие коридор допустимых колебаний измеряемой характеристики качества. Контрольные карты разделяются в зависимости от признака, определяющего качество, и количественного представления этого признака на карте.
X -карта: в качестве переменной, расчетной величины принимается среднее арифметическое по выборке (рис. 4.9, 1). На контрольную карту наносятся средние значения (Xi ) или медиана i-й выборки при i = 1, 2, …, N. Для построения ЦЛ контрольнойX-карты находится среднее арифметическое (X0) средних значений Xi, или средних i-й выборки. Для определения ординаты НКП и ВКП, т.е. величин ХВКП, ХНКП, принимается гипотеза о нормальном законе распределения измеряемой случайной величины. Тогда будем иметь:
где Сигма– среднеквадратичное отклонение X i , i =1, 2, …, N;
Дельта – коэффициент жесткости границ, традиционно равный 1.
На практике для расчета контрольных пределов используются более простые формулы:
где A2 – коэффициент, зависящий от объема выборки и приведенный в специальных таблицах; R – среднеарифметическая величина размаха:
R-карта: в качестве переменной величины принимается максимальный размах измеренных величин Xji. Величина Ri – в выборке i, определяемый по формуле:
Центральная линия R-карты будет соответствовать минимально приемлемому или нулевому размаху параметра и определяется как средняя арифметическая величина по формуле (4.3) Таким образом, эта карта представляет собой карту изменчивости процесса (рис. 4.9, 2).
где D1 и D2 – статистические коэффициенты, зависящие от объема выборки.
Рис. 4.9. Фрагмент X -карты (1) и R-карты (2) и их совмещение
Варианты распределения данных контроля процесса во времени, отображаемые с помощью контрольных карт, даны на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Ситуации протекания процессов, отраженные на контрольной карте
5. Карта процессов (Process chart) – это графическое представление цепочки операций или процессов технологии с указанием их регламента (рис. 4.11).
Рис. 4.11. Карта процесса приготовления гамбургеров