Что такое контрольные карты Шухарта?

Контрольная карта (КК) — это графическое средство, использующее статистические подходы, важность которых для управления производственными процессами была впервые показана доктором У. Шухартом в 1924 г.

 Теория контрольных карт различает два вида изменчивости.

Первый вид — изменчивость из-за «случайных (обычных) причин», обусловленная бесчисленным набором разнообразных причин, присутствующих постоянно, которые нелегко или невозможно выявить. Каждая из таких причин составляет очень малую долю общей изменчивости, и ни одна из них не значима сама по себе. Тем не менее, сумма всех этих причин измерима и предполагается, что она внутренне присуща процессу. Исключение или уменьшение влияния обычных причин требует управленческих решений и выделения ресурсов на улучшение процесса и системы.

Второй вид — реальные перемены в процессе. Они могут быть следствием некоторых определяемых причин, не присущих процессу внутренне и могут быть устранены, по крайней мере, теоретически. Эти выявляемые причины рассматриваются как «неслучайные» или «особые» причины изменения. К ним могут быть отнесены поломка инструмента, недостаточная однородность материала, производственного или контрольного оборудования, квалификация персонала, невыполнение процедур и т.д.

Цель контрольных карт — обнаружить неестественные изменения в данных из повторяющихся процессов и дать критерии для обнаружения отсутствия статистической управляемости. Процесс находится в статистически управляемом состоянии, если изменчивость вызвана только случайными причинами. При определении этого приемлемого уровня изменчивости любое отклонение от него считают результатом действия особых причин, которые следует выявить, исключить или ослабить.

Задача статистического управления процессами — обеспечение и поддержание процессов на приемлемом и стабильном уровне, гарантируя соответствие продукции и услуг установленным требованиям. Главный статистический инструмент, используемый для этого, — контрольная карта, — графический способ представления и сопоставления информации, основанной на последовательности выборок, отражающих текущее состояние процесса, с границами, установленными на основе внутренне присущей процессу изменчивости. Метод контрольных карт помогает определить, действительно ли процесс достиг статистически управляемого состояния на правильно заданном уровне или остается в этом состоянии, а затем поддерживать управление и высокую степень однородности важнейших характеристик продукции или услуги посредством непрерывной записи информации о качестве продукции в процессе производства. Использование контрольных карт и их тщательный анализ ведут к лучшему пониманию и совершенствованию процессов.

Как известно, первоначально КК предназначались для использования в производстве для мониторинга процессов изготовления продукции, например на автоматизированных линиях. Отрегулировав в какой-то момент времени производственный процесс, в том числе приведя его в «статистически управляемое состояние» и определив статистические параметры (среднеквадратическое отклонение и пр.), затем с помощью выборочных измерений и построения КК можно быстро фиксировать «подозрительные ситуации» (тревоги), требующего вмешательства в процесс, то есть выполнения корректирующих мероприятий. Заметим, что на практике под корректирующими мероприятиями может подразумеваться всё что угодно: КК никак не регламентируют их. Задача КК – лишь «сигнал тревоги».

Как графический объект Контрольная карта должна содержать два основных элемента:

1).      График анализируемого временного ряда, характеризующего контролируемый процесс.

2).      Набор пороговых линий, связанных со статистическими свойствами ряда. Главные из них – контрольные пределы: предел действия (регулирования) и предел предупреждения.

 

В зависимости от анализируемого временного ряда различают следующие КК:

 - средних по отдельным выборкам (Хср-карты) или индивидуальных (X-карты) значений,

 - размахов по выборкам или скользящих размахов (R-карты),

 - карты медиан (Me-карты),

 - карты выборочных стандартных отклонений (S-карты).

 

Чаще всего КК строятся парами, например:

 - Xср-карта и R-карта или S-карта;

 - X-карта и R-карта;

 - Me-карта и R-карта.

Для чего нужны Карты Шухарта в испытательных лабораториях ?

Применение Карт Шухарта при внутреннем контроле качества в испытательной лаборатории

Проведение внутреннего контроля качества (ВКК) – это одно из требований стандарта ISO/CEI 17025 для испытательных лабораторий. ВКК является планируемым видом деятельности, инструментом мо­ниторинга и контроля продукции испытательной лаборатории (результатов испытаний), спо­собом повышения эффективности и результативности системы менеджмента качества.

 Одним из самых эффективных инструментов контроля стабиль­ности результатов испытаний яв­ляется ведение контрольных карт Шухарта.

 Во многих лабораториях используются методы выполнения измерений (МВИ), в которых указаны метрологические характеристики, такие как сходимость и воспроизводимость. Следовательно, результаты, получаемые лабораторией,  можно оценить только в условиях  сходимости и воспроизводимости. Но, кроме этого, важным показателем адекватности результатов испытаний является внутрилабораторная прецизионность.

Внутрилабораторная прецизионность дает реальную картину контроля результатов испытаний, затрагивая все возможные вариации изменения условий проведения испытаний, таких как, время, условия окружающей среды, использование всей аппаратуры, человеческий фактор и т.п. Также, в условиях внутрилабораторной прецизионности можно оперативно отследить возможные отклонения приборов от нормальных режимов работы, либо выхода прибора из строя без видимых изменений.

 Кроме того, статистика внутрилабораторной прецизионности позволяет регистрировать несоответствующие работы и вырабатывать план корректирующих мероприятий для предотвращения подобных ситуаций.

В соответствии с требованиями стандарта ISO/iec 17025 для испытательной лаборатории мониторинг процесса проведения испытаний должен осуществляется с помощью процедуры внутреннего и внешнего контроля качества результатов испытаний с обязательной процедурой контроля стабильности результатов испытаний во времени, с применением элементов статистического управления процессом проведения испытаний (количественного химического анализа или измерений).

Выбор контрольных карт и их применение в испытательных лабораториях, как правило, обусловлено двумя факторами:

а) задачами оценки лабораторных составляющих погрешности, которые ИЛ планирует решить с их помощью;

б) простотой и доступностью этих карт для пользователей, т.к. лаборатория, в соответствии требованиям по аккредитации, ведет документацию на бумажных носителях или с помощью компьютерных программ, то выбор, как правило, заканчивается выбором контрольных карт Шухарта, которые удовлетворяют вышеизложенным факторам.

Реализация ВКК с использованием контрольных карт Шухарта – это основной вид контроля, поскольку он наиболее систематичен и результативен.
Следует отметить, что  без  программной поддержки ведение карт Шухарта будет несостоятельным.

 В данной связи наша фирма предлагает испытательным лабораториям  программу построения карт Шухарта на базе «Microsoft Excel». Более подробная информация представлена в разделе «Компьютерные программы».

 

Библиография:

ГОСТ Р 50779.42-99 (ИСО 8258-91) Статистические методы.  Контрольные карты Шухарта

SM SR EN ISO/CEI 17025:2006 Cerinţe generale pentru compotenţa  laboratoarelor de încercări şi  etalonări