Статистические методы контроля качества

Классификация и содержание видов контроля качества

Контроль является одной из составляющих процесса управления качеством в организации. Контроль качества - это проверка соответ­ствия продукции или процесса, от которого зависит ее качество, уста­новленным требованиям. На стадии разработки продукции контроль заключается в проверке соответствия опытного образца техническому заданию, технической документации; на стадии изготовления он охва­тывает качество, комплектность, упаковку, маркировку, состояние про­изводственных процессов; на стадии эксплуатации - это проверка со­блюдения требований эксплуатационной и ремонтной документации.
Контроль качества включает три основных этапа:
1) получение первичной информации о фактическом состоянии объ­екта контроля, контролируемых признаках и показателях его свойств;
2) получение вторичной информации - сведений об отклонениях от заданных параметров путем сопоставления первичной информации с запланированными критериями" нормами и требованиями;
3) подготовку информации для выработки соответствующих управ­ленческих воздействий на объект, подвергавшийся контролю, с целью устранения или предотвращения в будущем подобных ситуаций.
Объектами контроля могут быть изделия или процессы, влияющие на их качество. Контролируемый признак - это количественная или качественная характеристика объекта, подверженная контролю. Ме­тодом контроля называется совокупность правил применения опре­деленных принципов для осуществления контроля. Средства контро­ля - это изделия (приборы, приспособления, инструменты, испы­тательные стенды) и материалы (например, реактивы), используемые при контроле.
По действующей видовой классификации контроль качества под­разделяется по следующим основным признакам [15].
1. По объекту контроля - контроль количественных и качествен­ных характеристик свойств продукции, технологического процесса (его режимов, параметров).
2. По положению в производственном процессе:

· контроль в процессе проектирования нового изделия;

· входной контроль качества поступающих на предприятие от поставщиков сырья, материалов, полуфабрикатов;

· контроль готовой продукции, который в свою очередь вклю­чает межоперационный контроль (контроль продукции или процесс а во время выполнения или после завершения опре­деленной операции) и приемочный (выходной контроль за­конченной производством продукции, по результатам кото­рого принимается решение о ее при годности к поставке или использованию);

· анализ специальных процессов, объединяющий исследова­ния и испытания, которые позволяют локализовать причи­ны возникновения свойств продукции, не соответствующих техническим требованиям, определить возможность повыше­ния характеристик качества и убедиться в том, что принятые корректирующие действия дали полный и длительный эф­фект.
3. По полноте охвата контролируемых изделий: сплошной конт­роль, Т.е. контроль каждой единицы продукции, осуществляемый с одинаковой полнотой, и выборочный - контроль выборок или проб из партий или потока продукции.
4. По связи с объектом контроля во времени:

· летучий - контроль в случайные моменты, выбираемые в ус­тановленном порядке;

· непрерывный - контроль, при котором поступление инфор­мации о контролируемых пара метрах происходит непре­рывно;

· периодический контроль, когда информация о контролиру­емых параметрах поступает через установленные интервалы.
5. По возможности последующего использования продукции - раз­рушающий контроль (при котором объект контроля после его осуще­ствления использованию не подлежит) и неразрушающий (без наруше­ния пригодности объекта контроля к дальнейшему использованию).
6. По степени использования средств контроля: измерительный, регистрационный, органолептический, по контрольному образцу (пу­тем сравнения признаков качества продукции с признаками качества контрольного образца), технический осмотр (при помощи органов чувств, в необходимых случаях с привлечением средств контроля, но­менклатура которых установлена соответствующей документацией).
7. В зависимости от уровня технической оснащенности:

· ручной контроль (используются немеханизированные сред­ства контроля для проверки качества изделий);

· механизированный (применяются механизированные сред­ства контроля);

· автоматизированный (осуществляется с частичным непо­средственным участием человека);

· автоматический (происходит без непосредственного участия человека);

· активный (непосредственно воздействует на ход технологи­ческого процесса и режимов обработки с целью управления ими)
8. По структуре организации:

· самоконтроль - это контроль качества, осуществляемый са­мим исполнителем;

· одноступенчатый контроль, который проводится непосред­ственно изготовителем и работником (ОТК);

· многоступенчатый контроль - контроль, осуществляемый исполнителем, операционный контроль, приемочный конт­роль со стороны работников ОТК
9. По типу проверяемых параметров и признакам качества:

· контроль геометрических параметров, т.е. линейных, угловых размеров, шероховатости поверхности, формы и т.п.;

· контроль физических свойств, таких как теплопроводность, электропроводимость, температура плавления и др.;

· контроль механических свойств: жесткости, твердости, пла­стичности, упругости, прочности и т.д.;

· контроль химических свойств, включающий химический ана­лиз состава вещества, коррозионной стойкости в различных средах и др.;

· металлографические исследования, охватывающие контроль микро- и макроструктуры заготовок, полуфабрикатов, деталей;

· специальный контроль, подразумевающий контроль герме­тичности, отсутствия внутренних дефектов, например с по­мощью ультразвука;

· контроль функциональных параметров, включающий конт­роль работоспособности приборов, систем, устройств в раз­личных условиях;

· визуальный контроль - контроль внешнего вида контроли­руемого объекта.

Наибольший интерес с точки зрения управления процессом конт­роля качества представляют виды контроля по следующим классифи­кационным признакам: по положению в производственном процессе и полноте охвата контролируемых изделий.
Эффективность контроля складывается из его результатов на раз­личных этапах производственного процесса, в зависимости от кото­рых меры по контролю качества можно разбить на четыре группы.
1. Контроль за разработкой новой конструкции, включающий меры по контролю качества, осуществляемые в подготовительный период.
2. Входной контроль, состоящий из мер, предпринимаемых при закупке, получении и проверке деталей или материалов, которые поступили от поставщика или из других источников.
3. Контроль готовой продукции - меры по контролю качества, проводимые в период серийного производства продукции и ее обслу­живания в ходе эксплуатации.
4. Анализ специальных процессов, включающий меры по выявле­нию конкретных трудностей, возникающих при контроле качества [15].

Одним из видов контроля качества по положению в производствен­ном процессе является контроль готовой продукции. Он включает та­кие меры на месте ее изготовления или эксплуатации, в результате ко­торых допущенные отклонения от требуемого уровня качества будут исправлены еще до того, как будет выпущена дефектная продукция или продукция, не соответствующая техническим требованиям, а ус­тановленная на месте эксплуатации продукция будет обслужена таким образом, чтобы полностью удовлетворить требования потребителя к качеству.
В контроль продукции включаются все меры по контролю качества, начиная с того момента, когда изделие принято к производству и по­лучены необходимые материалы, комплектующие, и заканчивая тем периодом, когда оно запаковано, доставлено и получено потребите­лем, который удовлетворен ее качеством. Выше было отмечено, что контроль продукции условно подразделяется на межоперационный и приемочный (выходной).
Межоперационный контроль включает контроль качества полуфаб­рикатов и процессов в течение или после завершения определенной опе­рации. Контроль и испытания в ходе производства, как правило, являют­ся частью технологического процесса. Их результаты широко использу­ются в производстве, как для отбраковки несоответствующей продукции, так и для регулирования технологических процессов и предупреждения возникновения повторных несоответствий. Области контроля и часто­та про ведения проверок зависят от значений характеристик и показате­лей: Проверка должна проводиться по возможности в тех точках, где возникает контролируемая характеристика производимой продукции. Если проверка характеристик технологического процесса экономиче­ски невыгодна или не представляется возможной, осуществляется конт­роль продукции в ходе ее изготовления. Во всех случаях устанавливает­ся взаимосвязь между контролем качества в процессе производства и документацией на процесс и конечную продукцию.
Осуществление межоперационного контроля на предприятии долж­но быть спланировано и регламентировано. Процедуры испытаний и технического контроля, как правило, оформляются. документально, включая описание конкретного оборудования, необходимого для про­ведения таких испытаний и проверок, с указанием установленных тре­бований и стандартов, регламентирующих качество выполнения ра­бот, на основе которых проверяется каждый показатель качества.
Технологические процессы обычно проверяются на способность про изводить продукцию в соответствии с установленными техниче­скими условиями. В ходе такого контроля определяются также опера­ции, связанные с технологическими характеристиками продукции, которые заметно влияют на качество. В процессе межоперационного контроля необходимо добиваться того, чтобы контролируемые харак­теристики не выходили за рамки технических условий или чтобы были сделаны соответствующие модификации или изменения.
Межоперационный контроль может принимать следующие формы:

· наладка и технический контроль первой детали;

· технический контроль или испытание, осуществляемое непосредственным изготовителем;

· автоматический технический контроль или испытания;

· контроль в определенных точках через установленные интер­валы в течение всего производственного процесса;

· летучий контроль, проводимый инспекторами, отвечающи­ми за выполнение отдельных операций.

Выходной (приемочный) контроль - контроль качества готовой про­дукции. Этот вид контроля тесно связан с межоперационным, поскольку, чем эффективнее последний, тем меньше средств предприятию приходится вкладывать в организацию процесса выходного контроля. Для усиления технического контроля и испытаний, проводимых в про­цессе производства, используются две формы прием очного контроля готовой продукции, причем в зависимости от конкретного случая мож­но применить один из методов либо оба одновременно:
1) прием очный контроль или испытание, подтверждающие соот­ветствие единиц продукции или ее партии эксплуатационным требо­ваниям и другим характеристикам качества;
2) проверку качества готовой к отправке продукции методом выбо­рочного контроля из партии готовой продукции, проводимую как на непрерывной, так и на периодической основе.
Выходной контроль должен использоваться для обеспечения быс­трой обратной связи с целью корректировки как продукции, так и про­изводственного процесса. Выявленные дефекты или отклонения от нормы должны быть доведены до сведения заинтересованных подраз­делений, устранены или исправлены, после чего продукция вновь под­вергается контролю или испытаниям. Прием очный контроль качества ориентирован на потребителя. Внимание прежде всего обращается на те характеристики, которые интересуют его больше остальных.
Особое внимание в процессе контроля качества на предприятии не­обходимо уделять анализу специальных процессов, управление которы­ми необходимо для качества продукции'. К специальным относятся процессы, которые невозможно проконтролировать путем проверки и испытаний готовой продукции. Их делят на две категории:
1) относящиеся к производству - сварка, литье, перемешивание бетона, нанесение защитных покрытий, термообработка и т.д.;
2) относящиеся к контролю и испытаниям - рентгенография, кон­троль магнитным порошком, ультразвуковой контроль, испытания под давлением и др.
Невозможность проверки качества специального процесса обыч­ным путем можно пояснить на примере нанесения защитного покрытия - окраски: при контроле готовой продукции устанавливается толь­ко соответствие толщины и цвета покрытия. При этом нельзя утверж­дать, что обработка поверхности базового материала, толщина грун­товки, подслоев и верхнего слоя, а также технологические режимы ­время, температура и влажность - соответствовали спецификациям.
В связи с этим анализ специальных процессов должен проводиться с целью осуществления контроля:

· точности и разнообразия оборудования, применяемого при производстве или измерении продукции, включая его наладку;

· навыков, умений и знаний работников, осуществляющих техническое обслуживание оборудования;

· методов проверки;

· постоянной регистрации данных по аттестации персонала, оценке процессов и оборудования.

Сплошной контроль представляет собой такой вид контроля каче­ства, при котором проверяется каждая единица предъявленной партии деталей, узлов, готовой продукции. Он применяется в том случае, ког­да предъявляются повышенные требования к качеству готовой про­дукции ввиду высокой сложности ее изготовления.
На многих предприятиях вместо сплошного контроля используется выборочный. Его применение обусловлено следующими причинами:
1) выборочный контроль дает возможность получить информацию о том, соответствует ли качество данной партии изделий установлен­ным требованиям;
2) сплошной контроль обычно неэкономичен, так как затраты на его осуществление высоки;
3) иногда сплошной контроль невозможно осуществить в силу спе­цифики производимой продукции;
4) сплошной контроль не гарантирует, что качество всех проверен­ных изделий соответствует стандарту, - ошибки возможны из-за од­нообразия процесса выполнения контрольных операций и обуслов­ленного этим притупленного внимания контролеров.
Таким образом, выборочный контроль используется в том случае, когда экономически нецелесообразно или невозможно осуществление сплошного контроля. Данный вид контроля допускает некоторое ко­личество дефектных изделий, поскольку проверке подвергается толь­ко определенная выборка из партии деталей, узлов, готовой продук­ции, предъявленных на контроль. Его использование эффективно при наличии следующих факторов:

· большом объеме выпускаемой продукции;

· высокой точности и стабильности технологического процесса;

· строгой технологической дисциплине;

· оснащенности технологических процессов точными и высоко­производительными контрольно- измерительными приборами;

высококвалифицированных контролерах.
Содержание выборочного контроля состоит в проверке определен­ной части контролируемых объектов и сопоставлении числа обнару­женных дефектных изделий с установленным нормами приемочным числом, величина которого характеризует допустимый уровень каче­ства. Этот показатель определяется как максимальный процент дефект­ных изделий (или максимальное количество дефектных изделий на определенное количество единиц продукции), который может считать­ся удовлетворительным с точки зрения выборочного контроля.
При извлечении выборки из партии деталей, узлов или продукции, предъявленной на контроль, как правило, соблюдается принцип слу­чайности. Это означает, что при осуществлении выборочного контро­ля должна быть рассмотрена процедура, обеспечивающая каждому изделию в партии равную возможность попасть в выборку. Соблюсти принцип случайности достаточно сложно, поскольку на процесс вы­борки влияет множество факторов. Например, если речь идет о том, чтобы отвергнуть или принять партию, содержащую изделия, дефект­ность которых для контролера очевидна, выборку будет трудно произ­водить случайно. Если изделия имеют значительную массу или труд­нодоступны для проверки, то контролер обычно извлекает изделия только из одного ящика или из одного ряда, как правило, верхнего.
Отказ от принятия партии, в особенности большой по объему, мо­жет иметь серьезные последствия, как для производственной програм­мы, так и для взаимоотношений с поставщиками. Поэтому в мировой практике обычно считается необходимым использование принципа случайности выборки.
С целью повышения результативности выборочного контроля на предприятии необходимо разрабатывать план его проведения. Он дол­жен учитывать: стоимость контроля и испытаний; значимость прове­дения для потребителя; определение того, проводится ли испытание с разрушением или без разрушения образца; стабильность процесса; время осуществления контроля и испытаний; требования заказчика и регламенты. При определении наиболее экономичного плана контро­ля надо принимать во внимание такие факторы, как объем партии, предъявленной на контроль; издержки проверки одного изделия; из­держки отбраковки одного изделия; издержки принятия одного де­фектного изделия; вид выборочного контроля (одноэтапный или двух­этапный). Последний фактор немаловажен.
Одноэтапный контроль (рис. 10.1) наиболее доступен для осуще­ствления. Согласно рис. 10.1 процедура одноэтапного выборочного контроля предусматривает:
1) извлечение из партии контролируемых изделий выборки на ос­нове принципа случайности;
2) осуществление сплошного контроля извлеченной выборки и выявление дефектных изделий;
3) сравнение количества обнаруженных дефектных изделий с уста­новленным нормативно-технической документацией приемочным числом;
4) принятие на основании произведенного сравнения соответству­ющего решения. Если число обнаруженных дефектных изделий мень­ше или равно прием очному числу, вся партия изделий принимается. В противном случае выборка бракуется, вся партия изделий подверга­ется сплошному контролю или не принимается.

Рис. 10.1. Процедура одноэтапного выборочного контроля: N - партия изделий, предъявленных на контроль; п - выборка; п_д - обнаруженное в ходе выборочного контроля число дефектных изделий; п_пр - установлен­ное нормами прием очное число

Методы одноэтапного контроля, используемые для принятия или отбраковки изделий, не обязательно являются наиболее экономичны­ми формами проверки качества продукции. Это обусловлено тем, что если уровень качества партии намного выше или намного ниже желаемого минимального предела, вполне достаточной была бы выборка меньшего объема. Двухэтапный контроль (рис. 10.2) основывается на указанном принципе, и во многих случаях среднее количество прове­рок, предусматриваемое данной системой, меньше, чем по плану од­ноэтапного контроля.
Первый этап процедуры двухэтапного контроля в целом аналоги­чен процедуре осуществления одноэтапного контроля. Отличия появ­ляются в момент принятия решения о результатах контроля на базе сравнения обнаруженного числа дефектных изделий с установленным нормами приемочным числом. На втором этапе партия изделий бра­куется, если обнаруженное в выборке количество дефектных изделий больше величины приемочного числа.

Рис. 10.2. Процедура двухэтапного выборочного контроля

В ситуации, представленной на рис. 10.2, возможен также и третий вариант - извлечение второй выборки (п₂) из контролируемой партии. В данном случае следующим этапом выступает контроль второй вы­борки и выявление в ней дефектных изделий (п_д2), затем следует сум­мирование количества дефектных изделий, обнаруженных в первой и второй выборках (пд1 + п_д2) и сравнение полученной суммы с установ­ленным приемочным числом (п_пр2), отражающим количество дефект­ных изделий при двух проверках в сумме, при превышении которого партия не принимается.
Будет ли использован одноэтапный или двухэтапный вид выбороч­ного контроля на данном предприятии, приемлем ли вообще один из них - полностью зависит от положения дел на конкретном предприятии: потребности в экономии средств на про ведение выборочного контроля, объема требуемой работы с документами, требований к технической, статистической точности и т.д.

Особое место в группе методов контроля качества занимают стати­стические методы. Их применение основано на результатах измере­ний, анализа, испытаний, данных эксплуатации, экспертных оценок. Главное в статистических методах - методология работы с фактиче­скими данными. Задачами, решаемыми при этом, являются планиро­вание, получение, обработка и унификация информации, ее исполь­зование при анализе и управлении, принятие решения по результатам анализа, прогнозирование и др.
Наиболее широкое распространение статистические методы пер­воначально получили в Японии, которая стала активно применять их с 1949 г. В японских корпорациях все - от председателя совета дирек­торов до рядового рабочего в цехе - обязаны знать хотя бы их основы.
Совокупность современных статистических методов контроля ка­чества подразделяется по степени сложности на три категории.
1. Элементарные статистические методы, включающие диаграмму Парето, диаграмму причин и результатов, контрольный листок, гисто­грамму, диаграмму разброса, метод стратификации, контрольную кар­ту. Эта категория методов используется на японских предприятиях все­ми, начиная от выпускников школ и заканчивая управляющими высшего звена.
2. Промежуточные статистические методы, в состав которых вхо­дят: теория выборочных исследований; статистический выборочный контроль; различные методы проведения статистических оценок и оп­ределения критериев; метод расчета экспериментов. Эта группа мето­дов используется инженерами и специалистами в области управления качеством.
3. Передовые статистические методы, включающие методы расчета экспериментов, многофакторный анализ, различные методы исследо­вания операций. Их применению обучается ограниченное число ин­женеров и специалистов.
Элементарные статистические методы лежат в основе других кате­горий статистических методов, в связи с чем они будут рассмотрены более подробно.
Контрольный листок представляет собой бланк, на который нане­сены контролируемые параметры детали или изделия, с тем, чтобы в него можно было легко и точно занести данные измерений. Его назна­чение двояко: во-первых, облегчить процесс сбора данных о контро­лируемых параметрах, а во-вторых, автоматически упорядочить дан­ные для облегчения их дальнейшего использования.
Существуют четыре типа контрольных листков:
1) контрольный листок для регистрации распределения измеря­емого параметра в ходе производственного процесса. На рис. 10.3 представлен пример такого бланка для случая, когда необходимо выя­вить изменения в размерах детали, подвергающейся механической обработке;

Рис. 10.3. Контрольный листок для регистрации распределения измеря­емого параметра в ходе производственного процесса: * - граница поля допуска (по чертежу)

2) контрольный листок для регистрации видов дефектов. На рис. 10.4 представлена форма, используемая в процессе прием очного контро­ля одной штампованной пластиковой детали. Всякий раз, когда конт­ролер обнаруживает дефект, он делает в контрольном листке пометку. В конце рабочего дня он может быстро подсчитать число и определить разновидности встретившихся дефектов;
3) контрольный листок мест локализации дефектов. В некоторых ви­дах, продукции обнаруживаются внешние дефекты, такие как царапи­ны или грязь, и на предприятии предпринимаются различные меры для сокращения их числа. Большую роль в решении этой проблемы играют контрольные листки локализации дефектов, в которых содержатся эс­кизы или схемы, где делаются пометки, так что можно пронаблюдать расположение дефектов. Такие листки необходимы для диагноза про­цесса изготовления детали, поскольку причины дефектов часто можно найти, исследуя места их возникновения и наблюдая процесс в поисках объяснений, почему дефекты концентрируются именно в этих зонах;

Рис. 10.4. Контрольный листок видов дефектов

4) контрольный листок причин дефектов. Здесь регистрируются обнаруженные дефекты по типам с учетом того, что причинами их воз­никновения могут служить оборудование, время изготовления, непо­средственный изготовитель. Контрольный листок позволяет выявить основные причины, с тем, чтобы разработать меры по их устранению.
Диаграмма Парето названа именем итальянского экономиста В. Па­рето, который в 1897г. вывел формулу, показывающую, что блага в об­ществе распределяются неравномерно. Эта же теория была проиллюстрирована на диаграмме американским экономистом м.с. Лоренцем в 1907 г. Оба ученых показали, что основная доля доходов и благ в об­ществе принадлежит незначительному количеству людей.
Американский специалист в области управления качеством Дж. Джу­ран применил это положение в сфере контроля качества для класси­фикации проблем качества на немногочисленные существенно важ­ные и многочисленные несущественные и назвал это анализом Парето. Дж. Джуран указал, что подавляющее число дефектов и связанных с ними потерь возникает из-за относительно небольшого числа причин.
Сущность принципа Парето, положенного в основу построения диаграммы, заключается в том, что все множество возможных причин дефектов делится на две группы. Первая группа - небольшое число причин, которые существенно воздействуют на появление дефектов (немногочисленные существенно важные). Вторая группа - большое число причин, оказывающих незначительное воздействие (многочис­ленные несущественные). Построение диаграммы Парето - метод оп­ределения немногочисленных существенно важных факторов, влия­ющих на качество детали или изделия.
Различают такие виды диаграммы Парето, как диаграмма по резуль­татам деятельности и диаграмма по причинам. Первая предназначена для выявления главной проблемы в исследуемом процессе и может отражать нежелательные результаты деятельности (в области качества таковыми могут быть: дефекты, поломки, ошибки, отказы, реклама­ции, ремонты, возвраты продукции). Вторая отражает причины про­блем, возникающих в процессе производства, и используется для вы­явления главной из них.
Рассмотрим при мер построения диаграммы Парето по результатам деятельности. Одним из нежелательных ее моментов являются дефекты. Они и положены в основу рассматриваемой диаграммы. Первый этап ее построения предполагает определение исследуемой проблемы, а также тех данных, которые для этого необходимо собрать и классифицировать.
Например, проблема связана с дефектами в каком-то изделии. Требу­ется собрать данные о тех дефектах, которые обнаруживаются в изделии при осуществлении контроля качества, и сгруппировать их по типам. Для этого необходимо определить методы и период сбора данных. Они могут регистрироваться с помощью контрольного листка. Допустим, что пери­од сбора данных составляет три месяца - с 1 января по 31 марта.

Второй этап включает разработку контрольного листка для регист­рации данных с перечнем видов собираемой информации и его запол­нение по результатам сплошного или выборочного контроля (табл. 10.2).

Таблица 10.2

Дата добавления: 2015-04-29