что такое контрольные карты и для чего они могут быть использованы

InLean

Методики бережливого производства и оптимизации бизнес процессов

Контрольные карты Шухарта

Контрольная карта Шухарта показывает, когда ваш процесс выходит из-под контроля и помогает определить наличие специальных причин вариации. Когда мы сталкиваемся с особыми причинами вариации, наш процесс начинает быть нестабильным и нам необходимо принимать меры, чтобы выровнять процесс. Также на контрольной карте можно увидеть тренды и предсказать дальнейшее развитие процесса. Поэтому контрольные карты используются для определения зон фокуса.

Контрольная карта – это график, на котором отображены данные, упорядоченные по времени. Большинство контрольных карт включает центральную линию и верхний и нижний контрольный лимит. Центральная линия – это среднее значение процесса. Контрольные лимиты – это вариабельность процесса. По умолчанию, контрольные лимиты рисуются на расстоянии 3-х стандартных отклонений от центральной линии.

Когда использовать контрольные карты

Контрольные карты могут быть полезным инструментом вне зависимости контролируете ли вы текущий процесс или пытаетесь лучше понять новый процесс.

Вы можете использовать карты Шухарта для:

Структура контрольных карт

Как я уже говорил ранее, обычная контрольная карта состоит из графика переменных процесса, центральной линии и верхних и нижних контрольных лимитов. Также некоторые карты могут содержать спецификационные лимиты. Давайте разберем каждый из этих элементов более подробно.

Центральная линия представляет собой фактическое среднее значение процесса и это не обязательно требуемое среднее значение процесса.

Центральная линия представляет собой горизонтальную линию на графике и отражает среднее значение измеряемого параметра качества. Центральная линия нужна, чтобы видеть, как ведет себя процесс по сравнению со средним значением. Если наш процесс контролируется, точки будут случайным образом распределены по обе стороны от центральной линии.

Не путайте центральную линию с целевым значением процесса. Целевое значение – это желаемый результат, а не фактический.

Контрольные лимиты отражают вариабельность процесса и помогают понять, когда ваш процесс находится не под контролем.

Контрольные лимиты – это горизонтальные линии выше и ниже центральной линии, которые используются для оценки стабильности процесса. Верхний и нижний контрольные лимиты рассчитываются на основе случайной вариабельности процесса. По умолчанию, контрольные лимиты отражают 3 стандартных отклонения выше и ниже центральной линии.

На примере выше график отражает измерения влажности продукта. Видно, что пятая точка измерения находится выше верхнего контрольного лимита. Эта точка показывает, что влажность продукта в этот момент времени была выше ожидаемого.

Не путайте контрольные лимиты со спецификационными лимитами. Контрольные лимиты рассчитываются исходя из вариабельности процесса, спецификационные лимиты основаны на ожиданиях клиента. Процесс может быть под контролем и, тем не менее, не отвечать требованиям спецификации.

Спецификационные лимиты — это значения, внутри которых должен находится процесс. На графике это горизонтальные линии ниже и выше центральной линии. Эти границы обычно определяются требованиями потребителя. На примере влажности продукта выше. Если влажность будет выше спецификационного лимита, продукт испортится раньше, указанного на упаковке, срока годности. И наоборот, если влажность будет ниже, продукт будет очень твердым и его никто не будет покупать.

Построение контрольных карт

Контрольные карты строятся достаточно просто, при наличие Minitab. Достаточно иметь данные для построения и знать, какой график вы хотите построить (об этом мы поговорим в следующих статьях). Но даже если Minitab’a нету под рукой, в Excel контрольные карты тоже можно построить.

Давайте с вами рассмотрим пример построения самого популярного графика для контрольных карт I-MR. I-MR расшифровывается как Individual – Moving Range и используется, если в одном тесте у нас всего одно измерение.

В появившемся диалоговом окне Individuals-Moving Range Chart в поле Variables указываем набор переменных для нашего графика.

Щелкаем кнопку OK, и программа выдает окно, которое состоит из двух графиков. Первый, верхний график выстроен по индивидуальным значениям каждого измерения. Второй, нижний график отражает размер смещения каждого последующего измерения от предыдущего, т.е. насколько изменилось значение по сравнению с предыдущим. По сути, это разница измерений, например, между вторым и первым, третьим и вторым и т.д. Поэтому для первой точки измерения на графике Individual отсутствует точка на графике Moving Range, так как она первая и сравниваться ей не с чем.

Если у вас не установлен Minitab не расстраивайтесь. Excel также прекрасно справляется с построением графиков временного ряда, только нужно будет добавить функционал позволяющий рассчитывать контрольные лимиты. Да и это тоже не проблема. Я создал для вас файл-шаблон, который выстраивает контрольную карту по тому набору данный, который у вас имеется.

Для более простого понимания вы можете скачать файлы, которые я использовал при создании этой статьи.

Сегодня мы с вами поговорили о контрольных картах – основном инструменте статистического управления процессами. Контрольные карты помогают понять, является ли процесс под контролем и предсказать изменения в процессах в будущем. В следующей статье мы с вами поговорим о типах контрольных карт, встречающихся в SPC

Один комментарий

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

48.Контрольные карты. Назначение и типы контрольных карт. Интерпретация.

Контрольные карты (контрольные карты Шухарта) – инструмент, позволяющий отслеживать изменение показателя качества во времени для определения стабильности технологического процесса, а также корректировки процесса для предотвращения выхода показателя качества за допустимые пределы.Контрольные карты используются в виде графиков, полученных в ходе технологического процесса. Графики отражают динамику процесса. На КК отмечаются значения, определённые статистически, полученные по результатам выборочного контроля. Такими стат. данными являются среднее арифметическое, медиана, СКО, размах, доля дефектных единиц продукции и др. Применяют различные контрольные карты: медиан, р-карты (дефектной продукции), pn-карты, с-карты.

Существуют, в частности, следующие виды контрольных карт:

1.средних арифметических значений ( Х- карта);

Если обнаруживается выброс одной или нескольких точек за контрольные границы,это свидетельствует об отклонении параметров или условий процесса от установленной нормы.

1. Контрольная карта Х- R (средних арифметических значений и размахов) осуществляет контроль за изменением среднего арифметического и контрольной карты R, контролирующей изменения рассеивания значений показателей качества. Эта карта применяется при измерении таких регулируемых показателей, как длина, масса, диаметр, время, предел прочности при растяжении, прибыль и т.д.

Рекомендуется принять для процессов с высокими требованиями к точности; для продукции, связанной с обеспечением безопасности потребителя (авиатехника, автомобилестроение, сельхозмашиностроение и т.д.); для измерения, вычисления и управления процессами и т.д.

2. Контрольная карта Х- R(карта медиан и размахов) применяется для таких же элементов контроля, что и Х- R, но для менее точных процессов (8 квалитет и ниже).

3. Контрольная карта Р (для доли дефектных изделий) применяется для контроля и регулирования технологического процесса (полсе проверки небольшой части изделий и разделения их на доброкачественные и дефектные изделия) на основе использования доли дефектных изделий, полученной делением числа обнаруженных дефектных изделий на число проверенных изделий.

Кроме применения контрольной карты Р для доли дефектных изделий ее можно использовать для определения интенсивности выпуска продукции, процента неявки на работу и т.д.

4. Контрольная карта pn применяется для контроля в случаях, когда контролируемым параметром является число дефектных изделий при постоянном объеме выборки n. Эта контрольная карта соответствует контрольной карте «р» с вариантом постоянного «n» и по существу одинакова с ней.

Источник

Что такое контрольные карты и для чего они могут быть использованы

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Statistical methods. Control charts. Part 1. General guidelines

Дата введения 2012-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 «Статистические методы в управлении качеством продукции»

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2020 г.

Введение

Каждый производственный процесс управления или оказания услуги обладает определенной изменчивостью вследствие наличия большого количества воздействующих факторов. Поэтому наблюдаемые результаты работы процесса также непостоянны. Исследование этой изменчивости позволяет достичь понимания ее природы, что обеспечивает возможность управления процессом.

Контрольные карты являются основным инструментом статистического управления процессами ( ). Они обеспечивают простой графический метод, позволяющий:

a) определить, является ли процесс стабильным, т.е. функционирующим под воздействием не изменяющейся во времени системы случайных причин, характеризующих собственную изменчивость процесса (процесс находится в «состоянии статистической управляемости»);

b) оценить собственную изменчивость процесса;

c) сравнить информацию, полученную из выборок, представляющих текущее состояние процесса, с границами, отражающими его изменчивость, с целью оценки того, остался ли процесс стабильным или нет, уменьшилась или нет его изменчивость;

d) идентифицировать, исследовать и по возможности уменьшить/устранить влияние специальных причин изменчивости, которые могут привести процесс к недопустимому уровню функционирования;

e) использовать для управления процессом данные о его изменчивости (наличие тренда серии, циклов и т.п.);

f) определить, ведет ли он себя предсказуемым и стабильным образом и возможна ли оценка соответствия процесса установленным требованиям;

g) определить, соответствуют ли требованиям продукция, услуга, воспроизводимость процесса для измеряемой характеристики;

h) обеспечить регулирование процесса на основе прогноза его поведения, используя статистические модели;

i) оценивать результативность системы измерений.

Главными достоинствами контрольной карты является легкость ее формирования и использования. Это позволяет оператору производства или обслуживания, инженеру, руководителю и менеджеру следить за поведением процесса в режиме реального времени. Однако для того, чтобы контрольная карта была достоверным и эффективным индикатором состояния процесса, необходимо на стадии планирования уделить особое внимание выбору типа контрольной карты.

В настоящем стандарте представлены общие принципы построения и применения контрольных карт.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает основные принципы построения и применения контрольных карт. В стандарте приведена характеристика видов контрольных карт (включая контрольные карты Шухарта и контрольные карты, предназначенные для приемки или регулирования состояния процесса).

Настоящий стандарт содержит обзор основных принципов и положений, а также взаимосвязь различных способов применения контрольных карт, что помогает в выборе наиболее подходящих для конкретных обстоятельств. Стандарт не устанавливает статистические методы управления с применением контрольных карт. Эти методы установлены в других стандартах серии ИСО 7870.

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 3534-2, а также следующие термины с соответствующими определениями:

контрольная карта (control chart): График, на который наносят в установленном порядке значения статистического показателя в последовательности выборок, используемый для управления процессом и снижения изменчивости процесса.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.1]

контрольная карта Шухарта (Shewhart control chart): Контрольная карта с контрольными границами Шухарта, предназначенная для разделения причин изменчивости контролируемой характеристики на случайные или специальные.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.2]

приемочная контрольная карта (acceptance control chart): Контрольная карта, предназначенная для оценки соответствия изображаемой на карте контролируемой характеристики установленным допускам.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.3]

контрольная карта регулировки процесса (process adjustment control chart): Контрольная карта, использующая модель прогнозирования процесса, предназначенная для оценки и отражения на графике прогнозируемой тенденции изменений процесса (в случае отсутствия корректировок процесса), а также определения величины изменений, необходимых для поддержания процесса в приемлемых границах.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.3]

контрольная карта кумулятивных сумм, КУСУМ-карта (cumulative sum control chart, CUSUM chart): Контрольная карта, на которой отображают кумулятивную сумму отклонений статистик последовательных выборок от целевого значения для выявления изменений характеристики процесса.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.5]

карта контроля по количественному признаку (variables control chart): Контрольная карта Шухарта, предназначенная для представления данных, измеряемых по непрерывной шкале.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.6]

карта контроля по альтернативному признаку (attribute control chart): Контрольная карта Шухарта, предназначенная для представления категоризированных данных.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.7]

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.8]

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.10]

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.11]

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.12]

контрольная карта медиан (median control chart): Карта контроля по количественному признаку, предназначенная для оценки изменчивости процесса на основе значений медиан в подгруппах.

[ИСО 3534-2:2006, статья 2.3.13]

3.14 контрольная карта скользящих средних (moving average control chart): Контрольная карта, предназначенная для оценки состояния процесса по средним арифметическим последних наблюдений.

Источник

Контрольные карты Шухарта

Контрольные карты, более известные как контрольные карты Шухарта, являются одним из семи инструментов качества. Контрольные карты Шухарта служат инструментом статистического контроля за процессом в течение времени. Соответственно, данные на контрольной карты откладываются непрерывно. Таким образом, формируется возможность анализировать процесс в текущий момент времени и своевременно реагировать на изменения в процессе.

Целью, контрольных карт Шухарта является:

Из-за чего процесс может быть не стабилен в течение времени? Из-за вариабельности, вызванной действием случайных или обычных причин. Данные причины могут быть обусловлены неоднородностью материалов в природе. Также, влияние причин, обусловленных влиянием таких факторов как: человеческая ошибка, неисправность оборудования, несоответствующие материалы и т.д.

Виды управляемых процессов

В мировой практике управления качеством существует два вида управляемых процесса:

Карты Шухарта пример

Контрольные карты Шухарта состоят из следующих элементов:

Для реализации применения контрольных карт существует методика внедрения, которая состоит из следующих этапов:

Стоит отметить, что для некоторых индустрий, например, таких как автомобильное производство применение контрольных карт Шухарта для производственных процессов, является обязательным элементом сертификации. Так же специалисты таких компаний, как West­ern Elec­tric, Ford, GM, Chrysler разработали свои критерии оценки контрольных карт Шухарта, которые могут быть применимы для любого процесса, требующего регулярного мониторинга.

Процесс построения контрольных карт Шухарта с помощью MS Excel мы рассмотрим в отдельной статье.

Читайте про остальные инструменты качества:

При использовании материалов статьи ознакомьтесь с Правилами

Источник

Практикум использования контрольных карт Шухарта

Недавно я публиковал здесь свой слайдкаст с рассказом о 6-сигмах, контрольных картах Шухарта и людях снежинках, где достаточно простым языком, местами злоупотребляя сквернословием, под 20-ти минутный хохот слушателей рассказывал о том, как отделить системные вариации от вариаций, вызванных особыми причинами.

Теперь хочу подробно разобрать пример построения контрольной карты Шухарта на основе реальных данных. В качестве реальных данных я взял историческую информацию о завершенных личных задачах. Эта информация у меня есть благодаря адаптации под себя модели личной эффективности Дэвида Аллена Getting Things (про это у меня тоже есть старый слайдкаст в трех частях: Часть 1, Часть 2, Часть 3 + Excel-табличка с макросами для анализа задач из Outlook ).

Постановка задачи выглядит так. У меня имеется распределение среднего числа завершенных задач в зависимости от дня недели (ниже на графике) и нужно ответить на вопрос: «есть ли что-то особенное в понедельниках или это всего лишь погрешность системы?»

Ответим на этот вопрос при помощи контрольной карты Шухарта – основного инструмента статистического управления процессами.

Итак, критерий Шухарта наличия особой причины вариации достаточно прост: если какая-то точка выходит за контрольные пределы, рассчитанные особым образом, то она свидетельствует об особой причине. Если точка лежит внутри этих пределов, то отклонение обусловлено общими свойствами самой системы. Грубо говоря, является погрешностью измерений.
Формула для вычисления контрольных пределов выглядит так:

Где
— среднее значение средних значений по подгруппе,
— средний размах,
— некоторый инженерный коэффициент, зависящий от размера подгруппы.

Все формулы и табличные коэффициенты можно найти, например, в ГОСТ 50779.42-99, где кратко и понятно изложен подход к статистическому управлению (честно, сам не ожидал, что есть такой ГОСТ. Более подробно тема статистического управления и его места в оптимизации бизнеса раскрыта в книге Д. Уилера).

В нашем случае мы группируем количество выполненных задач по дням недели – это и будет подгруппами нашей выборки. Я взял данные о числе завершенных задач за 5 недель работы, то есть, размер подгруппы равен 5. При помощи таблицы 2 из ГОСТа находим значение инженерного коэффициента:

Вычисление среднего значения и размаха (разницы между минимальным и максимальным значениями) по подгруппе (в нашем случае по дню недели) задача достаточно простая, в моем случае результаты такие:

Центральной линией контрольной карты будет являться среднее групповых средних, то есть:

Так же вычисляем средний размах:

Теперь мы знаем, что нижний контрольный предел для числа выполненных задач будет равен:

То есть, те дни, в которые я в среднем завершаю меньшее число задач, с точки зрения системы являются особенными.

Аналогично получаем верхний контрольный предел:

Теперь нанесем на график центральную линию (красная), верхний контрольный предел (зеленая) и нижний контрольный предел (фиолетовая):

И, о, чудо! Мы видим три явно особенные группы, выходящие за контрольные пределы, в которых присутствуют явно не системные причины вариаций!

По субботам и воскресеньям я не работаю. Факт. А понедельник оказался действительно особенным днем. И теперь можно думать и искать что же такого реально особенного в понедельниках.

Однако если бы среднее число выполненных в понедельник задач находилось внутри контрольных пределов и пусть даже сильно выделялось на фоне остальных точек, то с точки зрения Шухарта и Деминга искать какие-то особенности в понедельниках было бы бессмысленным занятием, так как подобное поведение обуславливается исключительно общими причинами. Например, я построил контрольную карту для других 5-ти недель в конце прошлого года:

И вроде как есть какое-то ощущение того, что понедельник как-то выделяется, но согласно критерию Шухарта — это всего-лишь флуктуация или погрешность самой системы. Согласно Шухарту, в данном случае можно сколь угодно долго исследовать особые причины понедельников — их просто нет. С точки зрения статистического управления, на этих данных понедельник ничем не отличается от любого другого рабочего дня (даже воскресенья).

Источник