Статистические методы контроля качества

Введение

 

Важнейшим источником роста эффективности  производства является постоянное повышение  технического уровня и качества выпускаемой  продукции. Для технических систем характерна жесткая функциональная интеграция всех элементов, поэтому  в них нет второстепенных элементов, которые могут быть некачественно  спроектированы и изготовлены. Таким  образом, современный уровень развития НТП значительно ужесточил требования к техническому уровню и качеству изделий в целом и их отдельных  элементов. Системный подход позволяет  объективно выбирать масштабы и направления  управления качеством, виды продукции, формы и методы производства, обеспечивающие наибольший эффект усилий и средств, затраченных на повышение качества продукции. Системный подход к улучшению  качества выпускаемой продукции  позволяет заложить научные основы промышленных предприятий, объединений, планирующих органов.

В отраслях промышленности статистические методы применяются для проведения анализа качества продукции и  процесса. Анализом качества является анализ, посредством которого с помощью  данных и статистических методов  определяется отношение между точными  и замененными качественными  характеристиками. Анализом процесса является анализ, позволяющий уяснить  связь между причинными факторами  и такими результатами, как качество, стоимость, производительность и т.д. Контроль процесса предусматривает  выявление причинных факторов, влияющих на бесперебойное функционирование производственного процесса. Качество, стоимость и производительность являются результатами процесса контроля.

Статистические методы контроля качества продукции в настоящее время  приобретают все большее признание  и распространение в промышленности. Научные методы статистического  контроля качества продукции используются в следующих отраслях: в металлургии, машиностроении,  легкой промышленности, в области коммунальных услуг.

Глава 1. Общие понятия о статистическом контроле качества

 

В условиях постоянно расширяющегося ассортимента выпускаемой продукции  основным фактором, определяющим целесообразность приобретения изделий потребителем, является качество.

В настоящее время понятие  качества стало намного шире восприниматься производителями и потребителями. Уже недостаточным условием успешной работы предприятия является только производство качественной продукции, так как производитель, не обеспечивший на высоком уровне договорные и сопроводительные мероприятия по реализации своей  продукции потребителям, рискует  в будущем уступить конкурентам.

При таком положении дел  потребитель, который в настоящее  время может легко отличить более  качественную продукцию от менее  качественной, отдает, естественно, предпочтение продукции более высокого качества.

Стремление фирм во всем мире повысить качество выпускаемой  продукции объясняется наличием различных уровней качества. В  связи с этим методы и средства, обеспечивающие улучшение качества продукции, приобретают первостепенное значение и играют решающую роль в  производственной деятельности.

В любой системе управления качеством продукции статистические методы контроля качества имеют особое значение и относятся к числу  наиболее прогрессивных методов.

Статистические методы контроля качества используются для оценки количественных характеристик качества. Первым статистические методы контроля производственных процессов  внедрил в 20-е годы У.Э. Шухарт (1891-1967). Примененная им карта регулирования контроля качества основывается на статистических данных. С помощью статистического анализа дефекты текущего производства могли быть своевременно обнаружены и устранены.

Под статистическим контролем  качества понимается такой контроль, при котором проверяются не все  изделия изготовленной партии, а  только выборка из нее. При этом по результатам контроля выборки судят  о качестве всей партии. 

Различают следующие методы статистического контроля качества:

- статистический приемочный  контроль по альтернативному признаку;

- статистический приемочный контроль по количественному признаку;

- статистический приемочный контроль по качественному признаку;

- метод последовательного  анализа.

Основной задачей статистических методов контроля является обеспечение производства пригодной к употреблению продукции и оказание полезных услуг с наименьшими затратами.

Статистические методы контроля качества продукции дают значительные

результаты по следующим  показателям:

- повышение качества закупаемого  сырья;

- экономия сырья и рабочей  силы;

- повышение качества производимой  продукции;

- снижение затрат на  проведение контроля;

- снижение количества  брака;

- улучшение взаимосвязи  между производством и потребителем;

- облегчение перехода  производства с одного вида  продукции на другой.

Главная задача – не просто увеличить качество продукции, а  увеличить количество такой продукции, которая была бы пригодной к употреблению.

Различаются следующие области применения статистических методов в производстве:

- со сплошным контролем, с одной стороны, и в исключении случайных изменений качества продукции – с другой.

- при регулировании хода  технологического процесса с  целью удержания его в заданных  рамках;

- при приемке изготовленной  продукции.

Для контроля технологических  процессов решаются задачи статистического анализа точности и стабильности технологических процессов и их статистического регулирования. При этом за эталон принимаются допуски на контролируемые параметры, заданные в технологической документации, и задача заключается в жёстком удержании этих параметров в установленных пределах. Может быть поставлена также задача поиска новых режимов выполнения операций с целью повышения качества конечного производства.

Прежде чем браться  за применение статистических методов  в производственном процессе, необходимо четко представлять цель применения этих методов и выгоду производства от их применения. Очень редко данные используются для заключения о качестве в том виде, в каком они были получены.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Статистические методы контроля качества

§1 Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку

 

Контроль единиц продукции  осуществляется с разделением их на годные и дефектные, т. е. на две группы.

Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку является частным случаем статистического приемочного контроля по качественному признаку. Суть данного метода состоит в том, что решение относительно того, принимать или браковать данную единицу продукции, контролер принимает сразу же в процессе ее контроля без предварительного разнесения результатов контроля по группам, сортам, классам, категориям и т. д., как это имеет место при статистическом приемочном контроле по качественному признаку.

Статистический контроль по альтернативному признаку требует большого объема выборки при одних и тех же рисках принятия ошибочных решений и менее информативен. Тем не менее он нашел широкое применение в промышленности по следующим причинам:

– метод контроля прост, не требует высококвалифицированных специалистов, большого времени, сложных измерительных приборов;

– не требует большого числа  записей и вычислений для определения  судьбы контролируемой партии;

– позволяет сразу разделить  единицы продукции в выборке  на годные и дефектные.

Оперативная характеристика плана выборочного контроля. Планы  контроля. При применении планов контроля контролируемые партии продукции принимаются или бракуются с некоторой вероятностью, меньшей единицы.

Функция L(p), задающая вероятность  приемки контролируемой партии продукции  в зависимости от входного уровня дефектности называется оперативной характеристикой. 

Входным уровнем  дефектности называется уровень дефектности в партии или потоке продукции, поступающей на контроль за определенный интервал времени. Этот уровень обусловлен техническими возможностями производства. Математическое ожидание входного уровня дефектности в нескольких партиях или потоке продукции, поступающей за определенный интервал времени, называется средним входным уровнем дефектности.

Выходным уровнем  дефектности называется уровень дефектности в принятой партии или потоке продукции, поступающей за определенный интервал времени. Математическое ожидание выходного уровня дефектности в принятых и забракованных партиях (в которых после сплошного контроля все обнаруженные дефектные изделия заменены годными) называется средним выходным уровнем дефектности (AOQ).

Приемочным уровнем  дефектности (AQL) называется максимальный уровень дефектности (для одиночных партий) или средний уровень дефектности (для последовательности партий), который для целей приемки продукции рассматривает как удовлетворительный. Приемочному уровню дефектности для данного плана контроля соответствует высокая вероятность приемки.

Браковочным уровнем  дефектности (LQ) называется минимальный уровень дефектности в одиночной партии, который для целей приемки продукции рассматривается как неудовлетворительный. Браковочному уровню дефектности для данного плана соответствует высокая вероятность забраковать партию.

В ГОСТ 18242–72 приведены таблицы, позволяющие определить риск потребителя  β, браковочный уровень LQ, приемочный уровень AQL и объем выборки n.

Риск поставщика — это вероятность ошибки, при которой годную партию изделий могут в результате колебаний выборочной оценки признать не соответствующей техническим требованиям (обычно принимают  = 5%).

Риском потребителя называют вероятность ошибки, при которой негодную партию изделий могут в результате колебания выборочной оценки ошибочно признать годной (обычно используют  =10%).

При выборочном контроле эти  риски   и  неизбежны, и основная задача состоит в том, чтобы выбрать такой план выборочного контроля, при котором они были бы минимальными.

Основной характеристикой  партии изделий при контроле по альтернативному  признаку является генеральная доля дефектных изделий q:

q = M/N,

где M – число дефектных  изделий в партии объемом N.

Как правило, в практике статистического  контроля генеральная доля q неизвестна и ее следует оценивать по результатам  контроля ряда случайных выборок  объема n изделий, из которых m дефектных.

Под планом выборочного контроля понимается совокупность данных об объемах выборок и контрольных нормативах — приемочные и браковочные числа или предельные значения контролируемого параметра в выборке.

В зависимости от числа  отбираемых на контроль выборок различают  следующие типы планов контроля: одноступенчатые, двухступенчатые, многоступенчатые и последовательные.

Одноступенчатые планы, согласно которым если среди n случайно отобранных изделий число дефектных m окажется не больше приемочного числа с (m ≤ c), то партия принимается; в противном случае партия бракуется.

Двухступенчатые планы, согласно которым, если среди n1 случайно отобранных изделий число дефектных m1 окажется не больше приемочного числа с1 (m ≤ c1), то партия принимается; если m1 ≥ d1, где d1 – браковочное число, то партия бракуется. Если же с1 < m1 < d1, то принимается решение о взятии второй выборки объемом n2. Тогда если суммарное число дефектных изделий в двух выборках (m1 + m2) ≤ c2, то партия принимается, в противном случае партия бракуется по данным двух выборок.

Многоступенчатые  планы являются логическим продолжением двухступенчатых планов. Первоначально берется выборка объемом n1 и определяется число дефектных изделий m1. Если m1 ≤ c1, то партия принимается.

Если m1 ≥ d1 (d1 > c1 + 1), то партия бракуется. Если же с1 < m1 < d1, то принимается решение о взятии второй выборки объемом n2. Пусть среди n1+ n2 изделий имеется m2 дефектных. Тогда если m2 ≤ c2, где с2 – второе приемочное число, то партия принимается; если m2 ≥ d2 (d2 > c2 + 1), то партия бракуется. При с2 < m2 < d2 принимается решение о взятии третьей выборки. В дальнейшем контроль проводится по аналогичной схеме, за исключением последнего k – го шага, при котором если mk ≤ ck, то партия принимается, если же mk > ck, то партия бракуется. При этом обычно принимается, что объем выборок одинаков.

Последовательные  планы, при которых решение о контролируемой партии принимается после оценки качества ряда выборок, общее число которых заранее не установлено и определяется в процессе контроля по результатам предыдущих выборок.

Одноступенчатые планы наиболее просты при организации контроля на производстве. Двухступенчатые, многоступенчатые и последовательные планы контроля обеспечивают при том же объеме выборки  большую точность принимаемых решений, но они более сложны в организации  контроля и требуют значительных вычислений.