Statistica
Dane Wiedza Sukces
Solutions Banner

SPC

Statystyczne sterowanie jakością

Podejście do problemu poprawy jakości stosowane do dzisiaj zostało sformułowane kilkadziesiąt lat temu przez Shewharta, Deminga i innych i jest stosowane do dzisiaj. Procedura poprawy jakości procesów została zastosowana po raz pierwszy na hali produkcyjnej i podejście to przyjęło nazwę SPC (ang. Statistical Process Control).

Analiza danych i data mining w przemyśle
Kliknij na obrazek, aby otworzyć broszurę .pdf

W swoim założeniu system statystycznego sterowania jakością miał za zadanie sterowanie procesem produkcyjnym tak, aby zminimalizować liczbę produktów niezgodnych. Zastosowanie SPC było ogromnym krokiem w przód w podejściu do problemu zapewnienia jakości głównie dzięki temu, że wykorzystane zostały narzędzia pozwalające przejść od prostej inspekcji produktów końcowych do aktywnego sterowania jakością procesu .

Głównym narzędziem wykorzystywanym w SPC są karty kontrolne Shewharta, które służą do monitorowania przebiegu procesu w czasie jego trwania. Karty kontrolne umożliwiają, używając obiektywnych kryteriów, odróżnienie naturalnej zmienności parametrów procesu od nielosowych zdarzeń przy użyciu metod statystycznych. Mocną stroną kart kontrolnych jest możliwość jednoczesnego monitorowania przesunięć wartości średniej oraz zmienności. W trakcie monitorowania na kartę kontrolną nanoszone są kolejne punkty pochodzące z pomiarów kluczowej dla procesu wielkości i w przypadku wystąpienia istotnych zmian w zmienności lub wartości średniej osoba prowadząca kartę kontrolną ma możliwość korekty procesu, zanim wyprodukowane zostaną elementy niezgodne. Zastosowanie kart kontrolnych powoduje więc zazwyczaj istotne zmniejszenie ilości odpadów, czyli poprawę jakości i wydajności procesu.

 

Schemat sterowania w SPC




Początkowo, od lat 20. ubiegłego stulecia, SPC stosowane było w produkcji przemysłowej, potem zostało rozpropagowane w przemyśle amerykańskim podczas II Wojny Światowej przez Deminga, by po wojnie trafić do Japonii. Stosunkowo późno SPC zastosowano poza produkcją, aby wreszcie w 1989 roku Software Engineering Institute przedstawił SPC jako narzędzie do zapewnienia jakości w procesie tworzenia oprogramowania. Dzisiaj idea ta jest stosowana na poziomie 4 i 5 Capability Maturity Model Integrated (CMMI).

W ostatnich latach dzięki rozwojowi informatyki i miernictwa stało się również możliwe sterowanie procesami, które charakteryzują się dużą ilością parametrów lub informacja zapewniająca optymalne sterowanie nie zależy od jednego czy nawet kilku parametrów, ale od związków pomiędzy nimi. W przypadku kiedy mamy do czynienia z problemem monitorowania identycznych parametrów z wielu źródeł można zastosować tak zwane wieloźródłowe karty kontrolne, które pozwalają na jednym wykresie monitorować wiele identycznych właściwości. Karty kontrolne Tam gdzie mamy do czynienia z procesami, dla których jakość produktu zależy jednocześnie od bardzo wielu parametrów, pierwszym krokiem może być wyodrębnienie tych parametrów, które najmocniej wpływają na kluczowy dla jakości parametr. W przypadku procesów ciągłych z wieloma zmiennymi zależnymi stosuje się wielowymiarowe karty kontrolne. Powoduje to, że zamiast obserwować wiele kart kontrolnych dla różnych wielkości fizycznych, tworzona jest jedna karta kontrolna. Specyficzne trudności w stosowaniu podejścia SPC pojawiają się w przypadku tzw. procesów wsadowych (nazywane też okresowymi, ang. batch process). Są to procesy przebiegające przez pewien czas, w jednym urządzeniu. Zazwyczaj co pewien czas dokonujemy pomiarów właściwości procesów, takich jak temperatura lub ciśnienie, czy też strumienie wpływających i odprowadzanych z niego substancji. Podstawową trudnością w stosowaniu statystyki do badania właściwości procesów wsadowych jest układ danych. Dla każdej partii mamy ciąg pomiarów właściwości procesów dokonywanych w różnym czasie. Oznacza to, iż dla każdej partii mamy tabelę z wartościami cech procesu zmierzonymi w różnym czasie. Właściwe podejście do takich danych opracowano w latach 90. XX wieku. Ze względu na specyfikę zagadnienia stosuje się aparat matematyczny nazywany MSPC (Multivariate SPC).

W przypadku kiedy dla procesu zachodzi potrzeba monitorowania wielu właściwości, a niezasadne jest stosowanie wielowymiarowych kart kontrolnych, wtedy można zastosować rozszerzenie standardowego podejścia do SPC. Daje one możliwość łatwego zarządzania setkami kart kontrolnych przeliczanymi w tle w miarę napływu danych. Osoba nadzorująca proces otrzymuje wtedy informację, dla jakiego parametru statystyka wykryła problem i rodzaj wykrytego rozregulowania jest odpowiednio sygnalizowany. Dzięki temu uwaga analityka jest absorbowana tylko wtedy, kiedy jest taka potrzeba. Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie STATISTICA Monitoring and Alerting Server.

Jak widać SPC można z powodzeniem stosować dla różnych zagadnień i pętla sterowaniaPętla sterowania może zostać stworzona w wielu miejscach i na wielu poziomach. Niezależnie od tego gdzie zostanie założona inżynier szybko dostanie informację zwrotną od procesu, czy pętla sterowania SPC w tym miejscu daje wymierne korzyści. Za jedną z największych i jednocześnie najbardziej zaawansowanch pętli sterowania jakością można uznać zagadnienie optymalizacji samego działania procesów produkcyjnych. Szczegółowe informacje na temat możliwości optymalizacji procesów za pomocą metod statystycznych zostały podane na stronie: Optymalizacja procesów produkcyjnych.

Dzisiaj trudno mówić o SPC w oderwaniu od zagadnień związanych ze zdolnością procesu i zapewnieniem jakości MSA - Measurement System Analysis systemów pomiarowych, zwłaszcza w odniesieniu do przemysłu. O ile karty kontrolne pozwalają na uniknięcie "destabilizacji" procesów, to analiza zdolności procesu, polegająca głównie na wyznaczeniu odpowiednich wskaźników, pozwala odnieść się do jakości oczekiwanej przez klienta. Tak jak to było wspomniane wyżej, karty kontrolne opierają się na wynikach pomiarów i przed ich zastosowaniem niezbędne jest sprawdzenie, czy wykorzystywane systemy pomiarowe są odpowiednie do tego celu. Do weryfikacji jakości pomiarów często stosuje się analizę systemów pomiarowych (MSA - Measurement System Analysis). O ile MSA stosowane jest głównie w gałęziach produkcji związanych z przemysłem samochodowym, to w laboratoriach z innych branż zazwyczaj stosowane są inne normy i, co za tym idzie, inne metody statystyczne. Więcej na ten temat można dowiedzieć się na stronie Laboratoria pomiarowe i badawcze.

Kolejnym zagadnieniem, które jest ważne, to zgodność wykorzystywanych technik z potrzebami różnych gałęzi przemysłu. Wykorzystywane techniki często ujmowane są w normy i regulacje, które są typowe dla danej gałęzi przemysłu, przykładowo motoryzacja lub farmacja.

Wszystkie powyższe techniki są wykorzystywane również w metodzie Six Sigma, o której można powiedzieć, że jest sposobem usystematyzowania sterowania jakością na poziomie organizacji.

Warto przeczytać:

 
ContentKontakt

StatSoft Polska Sp. z o.o.
ul. Kraszewskiego 36,
30-110 Kraków,
Telefon: +48 12 428 43 00
Telefon: +48 (601) 41 41 51
Faks: +48 12 428 43 01
e-mail: info@statsoft.pl