Статистические методы в управлении качеством - История развития статистических методов качества

Оглавление:

Концепция «менеджмента качества» как науки возникла в конце 19 века, с переходом промышленного производства на принципы разделения труда. Принцип разделения труда требовал решения проблемы взаимозаменяемости и точности производства. До этого времени кустарное производство заключалось в обеспечении точности конечного продукта путем использования шаблонов или методов подгонки соответствующих деталей и узлов. Учитывая значительный разброс параметров процесса, стало ясно, что необходим критерий качества продукции для ограничения разброса размеров при массовом производстве деталей.

В качестве такого критерия Ф. Тейлор предложил интервалы, определяющие пределы отклонения параметров в виде нижней и верхней границ. Область значений такого интервала стала называться допуском.

Установление допуска привело к противостоянию интересов конструкторов и производителей: одни ужесточенные допуски обеспечивали повышение качества соединения элементов конструкции, другие вызывали трудности при создании технологической системы, обеспечивающей требуемые значения вариаций процесса. Также очевидно, что при наличии допустимых пределов допусков у производителей не было мотивации «поддерживать показатели (параметры) продукции как можно ближе к номинальному значению параметра», что приводило к превышению значений параметра за пределы допусков.

В то же время (в начале 20-х годов прошлого века) некоторые специалисты в отрасли интересовались тем, можно ли предсказать, выходит ли тот или иной параметр за пределы допуска. И они стали фокусироваться не на факте дефекта продукта, а на поведении технологического процесса, который приводит к этому дефекту или отклонению параметра от заданного допуска. В результате изучения изменчивости технологических процессов возникли статистические методы управления процессами. Прародителем этих методов был В. Шухарт.

В то же время большое внимание уделялось развитию теории селективного контроля продукции. Первые работы в этой области появились в конце 20-х годов в США, их автором был Г. Додж, который впоследствии стал известным американским ученым.

С момента зарождения статистических методов контроля качества специалисты поняли, что качество продукции возникает в результате сложных процессов, на эффективность которых влияет множество материальных факторов и ошибок работников. Поэтому, чтобы обеспечить требуемый уровень качества, нужно уметь владеть всеми влияющими факторами, определить возможные варианты реализации качества, научиться прогнозировать их и оценивать потребность в объектах того или иного качества.

В послевоенный период как в США, так и в Европе появились национальные стандарты качества. Центральную роль в разработке нормативных документов в области качества играет Международная организация по стандартизации (ISO). С 90-х годов идеи теории вариаций, статистического управления процессами (SPC) доминировали не только над математиками-экспертами, но и стали незаменимыми инструментами руководителей и сотрудников служб качества.

Японский ученый Г. Тагути дал большой толчок дальнейшему развитию принципов управления качеством. Он предложил учитывать вариативность характеристик продукции на разных этапах разработки, что стало революционной идеей для менеджмента качества. Согласно Тагути, необходимо было определить такие комбинации параметров продукта и процесса, которые привели бы к минимальной вариативности процессов. Эти процессы, которые стали известны как робастные процессы, были устойчивы к изменениям входных параметров процесса.

Статистические методы, используемые в современной деловой практике, делятся на следующие категории:

очень сложные методы, используемые разработчиками систем управления предприятием или процессами. К ним относятся методы кластерного анализа, адаптивная робастная статистика и др;
специальные методы, используемые при разработке инженерных процессов управления, проектировании промышленных экспериментов, расчетах точности и надежности и т.д.;
Универсальные методы, в разработку которых японские специалисты внесли значительный вклад. К ним относятся «Семь простых методов». (или «Семь инструментов качества»), которые включают контрольные списки, методы стратификации, диаграммы, диаграммы Парето, диаграммы Исикавы, гистограммы и контрольные диаграммы.

В настоящее время существует обширная литература по статистическим методам и пакеты прикладных компьютерных программ, в разработке которых отечественные научные школы теории вероятностей занимают ведущее место в мире.

Из имеющихся статистических методов наиболее распространенными являются:

Описательная статистика;
Проектирование экспериментов;
Проверка гипотез;
Регрессионный анализ;
Корреляционный анализ;
Селективный контроль;
Факторный анализ;
Анализ временных рядов;
Статистическое определение толерантности;
Анализ точности измерений;
Статистическое управление процессами;
Статистический контроль процессов;
Анализ режимов отказов;
Анализ причин несоответствий;
Анализ возможностей процесса (гистограммы).

История развития статистических методов качества

Первое восприятие статистических качественных методов в виде выборки имеет долгую историю. Несколько веков назад покупатели зерна и хлопка проверяли характеристики товара, прокалывая мешки с зерном или хлопком, чтобы взять пробу. Можно предположить, что в то время не существовало научного расчета отбора проб, и это был вопрос опыта как продавцов, так и покупателей товара.

Пока ремесленник совмещал функции производителя и контролера (до середины XIX века), проблем с оценкой качества произведенного продукта не возникало. С появлением разделения труда все изменилось. Рабочие первых фабричных мануфактур, способные выполнять простые операции, не могли отвечать за качество своей работы и, прежде всего, за качество конечного продукта. Введение должности контролера привело к необходимости нормализации функций контроля и, со временем, к разработке научного подхода к оценке качества продукции. Стремление выпускать высококачественную продукцию привело к гипертрофированному раздуванию аппарата управления на промышленных предприятиях.

Применение статистических методов контроля качества труда произошло еще позже — в первой четверти XX в. Только внедрение статистических методов позволило существенно снизить трудоемкость контрольных операций и значительно сократить число контролеров (контролеров). Первое применение научных методов статистического контроля было зафиксировано в 1924 году, когда В. Шухарт использовал контрольные карты для определения процента бракованной продукции.

Уолтер Э. Шухарт работал инженером в компании Western Electric (США) с 1918 года. В 1925 году она стала называться Bell Telephone Laboratories. Шухарт работал там до 1956 года (до выхода на пенсию). Его основные разработки в области статистического контроля были реализованы в основном в этой компании. В. Шухарт переключил внимание с подхода к управлению качеством, основанного на допуске, на подход, направленный на обеспечение стабильности процесса и снижение его вариативности. Его идеи актуальны и сегодня. Шухарт также ввел идею непрерывного улучшения качества, предложив цикл непрерывного улучшения процессов, известный сегодня как «цикл Шухарта-Деминга». В последние годы под влиянием Деминга этот цикл получил дальнейшее развитие и стал использоваться как инструмент командной работы для улучшения качества.

Одновременно с Шухартом инженер Г.Ф. Додж в середине 1920-х годов предложил теорию приемочного тестирования, которая вскоре стала всемирно известной. Основы этой теории были изложены в 1944 году в его совместной работе с Х.Г.Роллингом «Таблицы выборочного контроля — одиночный и двойной отбор проб».

Американские ученые Д. Нейман, Э. Пирсон, Э. Фишер внесли большой вклад в систему обеспечения качества контроля в середине 20 века. Теория проверки статистических гипотез является наиболее известной среди их разработок. Следует отметить, что сегодня без знания теории ошибок первого и второго рода невозможна рациональная оценка выбранного метода статистического контроля.

Во время Второй мировой войны нехватка ресурсов заставила искать новые методы испытаний с минимально возможным количеством испытываемых изделий, особенно в разрушающих испытаниях. В 1940-х годах А. Уолд (США) разработал теорию последовательного анализа и статистическую теорию принятия решений. Применение теории последовательного анализа оказалось настолько эффективным (усилия по проверке при той же вероятности ошибки снижаются до 60% по сравнению с традиционными методами), что в США она была объявлена секретным документом и опубликована только после окончания войны.

Эдвард Деминг (США) оказал большое влияние на появление статистических методов контроля как философии качества. В начале 1950-х годов Деминг провел широкомасштабное обучение японских специалистов новым методам обеспечения качества, уделяя особое внимание статистическим методам управления качеством. Его деятельность была настолько успешной, что уже в 1960-х годах американцам пришлось уступить значительную часть своих рынков сбыта, в том числе и в самих США, японским компаниям.

Американское научное влияние на совершенствование систем обеспечения качества привело к возникновению японской научной школы в области качества, среди представителей которой следует отметить К. Исикаву и Г. Тагути, внесших большой вклад в развитие статистических методов в управлении качеством. Так, Каору Исикава первым в мире предложил оригинальный графический метод анализа причинно-следственных связей, получивший название «диаграммы Исикавы». Сегодня практически невозможно найти область деятельности по решению проблем качества, в которой бы не использовалась диаграмма Исикавы.

Геничи Тагути — известный японский статистик второй половины 20-го века. Он развивал идеи математической статистики, особенно в контексте статистических методов проектирования экспериментов и контроля качества. Тагути первым привел экономические затраты и качество в математическую взаимосвязь, введя понятие функции потерь качества. Он первым показал, что потери качества возникают даже в диапазоне допусков — они появляются с момента несоответствия между номинальным значением параметра (указанным в технической документации) и значением исследуемой случайной величины. Тагути также принадлежит заслуга в нахождении относительно простых аргументов и методов, которые сделали возможным надежное экспериментальное проектирование в обеспечении качества. На наш взгляд, невнимание к методам Тагути является одной из причин серьезного отставания российских компаний в повышении качества процессов и продукции.

Свой научный вклад в развитие статистических методов внесли советские ученые: В.И.Романовский, Е.Е.Слуцкий, Н.В.Смирнов, Ю.В.Линник и др. Например, Смирнов заложил основы теории непараметрических рядов, а Слуцкий опубликовал несколько важных работ по статистике связанных стационарных рядов. Статистические методы исследования и контроля качества в массовом производстве, методы экспериментального проектирования (Ю.П.Адлер и др.) особенно интенсивно разрабатывались в СССР.

В 50-70-х годах прошлого века на ряде предприятий оборонного комплекса СССР (под влиянием японского опыта по повышению качества) активно проводились работы по внедрению систем управления качеством (в Саратове — БИП, в Горьком — КанарГПИ, в Ярославле — НОРМ, во Львове — КСУКП и др.), в которых важное место в предупреждении дефектов продукции занимали статистические методы в области приемочного контроля и регулирования технологических процессов.

В последние годы следует отметить работу российского ученого в области качества В.А. Лапидуса. Он опубликовал ряд работ по теории и практике управления качеством с учетом вариативности и неопределенности, изложив «принцип приоритетного распределения», который позволяет оптимально выстраивать отношения поставщик — заказчик с позиции обеспечения качества. Ему также принадлежит новый подход к управлению качеством, «гибкий метод статистического управления», который математически основан на теории нечетких множеств.

Тем не менее, можно отметить определенную стагнацию российской научной школы математической статистики, связанную, вероятно, с отсутствием экономического спроса на научные заказы по применению новых статистических методов для обеспечения качества продукции.

Простые статистические методы

Среди простых статистических методов, названных так потому, что они сравнительно просты, достоверны и доступны, наиболее широко используются семь методов, отобранных в начале 1950-х годов японскими специалистами под руководством К. Исикавы. Вместе эти методы образуют эффективную систему контроля качества и методов анализа. По словам самого К. Исикавы, с их помощью можно решить 50-95% всех проблем в поле зрения производственных рабочих. Для применения семи простых методов не требуется специальной подготовки (стандартная японская программа обучения этим методам рассчитана на 20 уроков и основана на уровне учеников средней школы). О популярности семи простых методов можно судить по тому, что сегодня в японских компаниях их знают все — от президента до рядового работника. В этом отношении данные методы являются средством демократизации технологии управления качеством.

Семь простых методов могут применяться в любом порядке, в любом сочетании, в различных аналитических ситуациях, их можно рассматривать и как общую систему, и как отдельные аналитические инструменты. Предлагается определить состав и структуру рабочего набора методов в каждом конкретном случае. Хотя это простые методы, это не значит, что многие из них не могут использовать компьютер для более быстрого и простого выполнения расчетов и более удобного представления статистических данных.

Согласно К. Исикаве, семь простых методов включают:

гистограммы;
временные ряды;
диаграммы парето;
причинно-следственные диаграммы Исикавы;
контрольные списки;
налоговые карточки;
диаграммы рассеяния.

Области применения вышеперечисленных «инструментов» качества ; Существуют еще две техники, которые часто используются на начальных этапах работы:

Устройте мозговой штурм;
схема технологического процесса.
Давайте рассмотрим суть этих методов.

Мозговой штурм используется для того, чтобы помочь группе выдвинуть наибольшее количество идей по теме за минимальное время, и может быть проведен двумя способами:

упорядоченность — каждый член группы представляет свои идеи по очереди по кругу или пропускает свою очередь до следующего раза. Даже самых тихих людей можно побудить к разговору таким образом, но есть элемент давления, который может помешать.
неорганизованность — члены группы просто подают идеи по мере их появления. Это создает более непринужденную атмосферу, хотя есть риск, что самые разговорчивые возьмут верх.

В обоих методах общие правила поведения одинаковы. Рекомендуется следовать этой процедуре:

никогда не критикуйте идеи. Запишите каждую идею на листе бумаги или доске. Когда слова видны всем, это помогает избежать недопонимания и генерировать новые идеи.
все должны договориться о теме или повестке дня предстоящего мозгового штурма.
записывать слова говорящего дословно, не редактируя их, на доске или листе.
если вы хотите сделать это быстро, лучше всего провести мозговой штурм в течение 5 — 15 минут.
выявление проблем.
анализ проблем.

История внимания к качеству продукции в США

Промышленная революция в Америке положила конец ремесленничеству. Мастер контролировал процесс производства от начала до конца. Он также был инспектором по качеству, сам закупал сырье, занимался торговлей и выполнял функции менеджера. Работа стала для него предметом гордости, и он мог контролировать конечный продукт.

В девятнадцатом веке переход к массовому производству потребовал нового типа работников. Фабрикам требовались рабочие, готовые выполнять простые, повторяющиеся задачи в определенном порядке. От этих работников не требовалось высокого уровня образования и квалификации. Стиль управления был основан на том, что у рабочего нет оборудования, профессиональных навыков, желания общаться и интереса к работе. Это привело к враждебным отношениям между рабочими и менеджерами. Рабочий делал то, что ему говорили. Если он был плохим работником, его увольняли.

В Америке эта система работала хорошо, поскольку позволяла производить больше товаров по более низким ценам. После Второй мировой войны, когда большая часть мирового промышленного потенциала была разрушена, все страны испытывали острую нехватку потребительских товаров. Территория США не подвергалась бомбардировкам и не была ареной сухопутных сражений. Американская промышленность начала быстро и, казалось бы, в неограниченных количествах производить холодильники, телевизоры, автомобили и радиоприемники, чтобы удовлетворить спрос, который рос во всем мире по мере возвращения бывших солдат домой. В 40-х и 50-х годах качество товаров, производимых в Америке, было низким. Единственная проблема, о которой подумали, — это количество, которое можно произвести.

Серьезной проблемой для американской промышленности была огромная стоимость низкого качества. Выявление и устранение дефектов продукции составляло от 20 до 25 процентов от общих эксплуатационных расходов типичного американского завода. Другими словами, до четверти всех рабочих на фабрике ничего не производили — просто переделывали то, что было сделано неправильно в первый раз. Добавьте сюда затраты на ремонт или замену бракованной продукции, которая поступала на рынок за пределами компании, и общие затраты из-за низкого качества составят 30 и более процентов от производственных затрат.

Многие американские эксперты считают низкое качество основным фактором, сдерживающим рост производительности и конкурентоспособности американской продукции.

Поднять уровень качества или проиграть — другой альтернативы у американской промышленности не было.

Решение проблемы качества в США обычно ищут в различных протекционистских мерах: Тарифы, квоты, сборы, которые защищают американскую продукцию от конкуренции. А вопросы повышения качества были отодвинуты на задний план.

Правительство США, по просьбе американских предпринимателей, приняло ряд протекционистских мер для защиты американских производителей автомобилей, стали, бытовой электроники, мотоциклов и так далее. Даже ведущие американские компании, для которых качество продукции было главной целью, рассматривали качество как средство снижения производственных затрат, а не как способ удовлетворения потребностей потребителей.

В то же время наиболее трезвомыслящие менеджеры американских компаний понимали, что качество американских товаров должно быть улучшено. Было решено сосредоточить внимание на разработке таких проблем, как:

Мотивация сотрудников;
Кружки качества;
Статистические методы контроля;
Повысить осведомленность сотрудников и руководителей;
Учет затрат на качество;
Программы улучшения качества;
материальные стимулы.

В США в начале 80-х годов управление качеством было сведено к планированию качества — и это было прерогативой службы качества. Недостаточно внимания уделялось внутренним потребителям — планы по улучшению качества создавались без учета потребностей внутри компании. Этот процесс управления качеством создавал проблемы, а не планы.

1980-е годы ознаменовались масштабной кампанией обучения на рабочем месте как средства повышения качества и выявления дефектов. Поставщики также старались обучать своих сотрудников качеству.

В этот же период в США были опубликованы две книги Э. Деминга.

«Качество, производительность и конкурентоспособность» и «Выход из кризиса». В этих монографиях изложена философия Деминга, знаменитые «14 пунктов», которые составляют основу всеобщего (тотального) качества.

Каждый менеджер, организующий движение за качество в своей организации, должен знать эти принципы:

согласование производства с целями, ориентированными на будущее.
полный отказ от производства бракованной продукции.
устранение контроля со стороны надзорных органов: включение контроля в рабочий процесс.
сокращение количества сопутствующих операционных ресурсов для производства продукции.
использовать статистические методы для выявления двух источников брака:
дефектов из-за отсутствия надлежащего функционирования производственного механизма;
брака из-за местных беспорядков.
постоянное, последовательное повышение квалификации сотрудников.
применение статистических методов контроля качества на всех этапах управления производством, на всех стадиях принятия решений.
создание в организации атмосферы, исключающей страх наказания за невыход на работу, за сообщение о казусах и несчастных случаях.
любую возможную поддержку тем, кто пытается внести какие-либо улучшения в производственный процесс, кто стремится к исследованиям, кто вообще хочет знать больше.
отказаться от использования пустых призывов к повышению производительности труда, не обеспечив эти призывы соответствующими конкретными мерами со стороны руководства, без налаженной системы профессионального обучения.
постоянное совершенствование методов трудовой деятельности, периодический отказ от устаревших методов.
организовать всеобщее обучение работников основам статистического контроля качества.
организация системы интенсивной переподготовки кадров в области материалов, строительства, оборудования и методов производства.
максимальное использование знаний сотрудников в области статистики, постоянное внимание к талантам.

Методы контроля

В производственном процессе для обнаружения ошибок используются методы статистического контроля: контрольные карты, гистограммы, диаграммы рассеяния, графики, контрольные списки. Для решения проблем — «метод Дельфи», метод «черного ящика», метод дневника, синектика, «метод 66», «мозговой штурм».

Метод Дельфи позволяет выбрать наиболее приемлемую, наилучшую альтернативу из множества предложенных альтернатив. Члены группы оценивают каждую альтернативу в определенном порядке. Каждая альтернатива ранжируется в порядке убывания того, что они считают наиболее важной альтернативой, и так далее. Затем каждый из них оценивается по 10-балльной шкале в зависимости от стоимости, связанной с каждым видом дефекта. За высший балл принимается единица. Наконец, два балла по каждой альтернативе перемножаются вместе и определяется сумма произведений. Наименьшая сумма указывает на основную причину.

Метод «черного ящика» предлагает решать проблемы через анализ конкретных ситуаций. Ситуации подбираются таким образом, чтобы в процессе их анализа участники дискуссии невольно затрагивали вопросы происхождения ошибок. Для этого существует набор специальных стимулирующих вопросов, которые «разогревают» творческую инициативу людей. Суть этого метода заключается в том, что причины ошибок выявляются, так сказать, вскользь.

При использовании метода дневника члены группы в течение определенного времени записывают в блокнот все идеи, которые у них возникли по поводу обсуждаемой проблемы. Затем записи обсуждаются на следующей встрече, анализируются вместе, и результаты обобщаются. Обычно на собрании принимается «среднее» мнение, так как различные (крайние, категоричные) точки зрения сглаживаются, разногласия согласовываются, рационализаторское предложение приобретает элемент коллективного творчества.

Синтетика. Этот метод подходит как для выявления проблемных ситуаций, так и для решения текущих проблем. Процесс обсуждения состоит из трех этапов:

анализируются проблемы, предложенные лидером группы:
Каждый из участников дискуссии дополнительно выдвигает свои проблемы, которые также подробно обсуждаются, и принимается общая модель решения;
Эта общая модель, а также все другие обобщения будут интенсивно изучаться.

В третьем этапе участвуют не только члены группы, но и приглашенные эксперты, которые ставят под сомнение коллективную идею и помогают членам группы принять правильное решение.

В методе 66 не менее шести членов качественной группы тратят шесть минут на то, чтобы попытаться сформулировать конкретные действия для выражения идей, которые могли бы решить заданную проблему. Каждый из членов группы записывает свои мысли и идеи в краткой форме на листе бумаги. В ходе дискуссии отсеиваются явно ошибочные мнения, обсуждаются спорные и выбираются наиболее обоснованные альтернативы. В то же время их количество должно быть меньше, чем количество участников.

«Мозговой штурм» должен генерировать как можно больше идей и предложений. В течение нескольких минут каждый из участников представляет свою точку зрения на выявление или решение проблемы, характерной для данной ситуации. Аргументы приводятся без тщательного обдумывания, спонтанно. Существует мнение, что человек в такой ситуации чаще высказывает нужные, а иногда даже гениальные идеи.

Разновидностью метода мозгового штурма является метод Гордона. Особенностью является то, что специфика обсуждения не сообщается заранее. Во время обсуждения члены группы полагаются только на свою интуицию. Заявления не обсуждаются сразу, а только записываются для дальнейшей обработки и анализа.

Вышеперечисленные методы решения возникающих проблем направлены, прежде всего, на выработку единого коллективного мнения. И даже при обсуждении самых острых вопросов необходимо использовать доброжелательный тон.

В США проблема качества стала более очевидной. У американской промышленности есть ресурсы, возможности, амбиции и высокооплачиваемое высшее руководство. Огромные инвестиции в новые технологии и разработку продукции, а также новые отношения между рабочими и менеджерами, основанные на общей заинтересованности в повышении качества продукции и работы, создают условия для новой технологической революции в США.

Американские эксперты возлагают большие надежды на совершенствование управления качеством, что, по их мнению, должно означать радикальную перестройку сознания руководства, полную перестройку корпоративной культуры и постоянную мобилизацию на всех уровнях организации на поиск путей постоянного повышения качества американской продукции.

По словам известного американского эксперта А. Фейгенбаума, «Качество — это не евангелие, не рациональность и не лозунг, это образ жизни».

Против новых тенденций в США больше всего выступают менеджеры среднего звена. Для многих из них политика управления, основанная на подходе к качеству, кажется угрозой их авторитету и даже должности. С другой стороны, производственные работники обычно готовы взять на себя ответственность за качество своей работы.

В основе революции качества лежит удовлетворенность клиентов (потребителей). Каждый рабочий на конвейере является потребителем продукции предшественника, поэтому задача каждого рабочего — убедиться, что качество его работы удовлетворяет следующего за ним рабочего.

На странице курсовые работы по менеджменту вы найдете много готовых тем для курсовых по предмету «Менеджмент».

Здесь темы рефератов по менеджменту

Читайте дополнительные лекции: