Совершенствование процесса производства сортового проката из легированной стали повышенной обрабатываемости путем применения FMEA-анализ

Рассмотрим несколько методов анализа и контроля качества.

 

2.1 Причинно-следственная  диаграмма К. Исикавы

 

Одним из основных принципов TQM является принцип принятия решений на основе фактов. При возникновении проблемы решение нужно принимать правильно и быстро.

Для того чтобы принять правильное решение, направленное на устранение проблемы или несоответствия, делают анализ, при проведении которого необходимо:

• определить, почему тот или иной процесс выходит за заданные рамки, т. е. причину возникновения несоответствия;
• внести изменения в процессы – разработать и реализовать корректирующие действия с целью устранения причин данного или подобного несоответствия.

При анализе несоответствия должны выявляться и фиксироваться все факторы, даже те, которые кажутся незначительными. Для этого, как правило, собирают группу экспертов, имеющих отношение к данному процессу или знакомых с ним. От экспертов не должна ускользнуть ни одна возможная причина. Выявленные причины нужно проранжировать по степени риска возникновения несоответствия именно из-за рассматриваемой причины. Если по обнаруженной причине нельзя предпринять никаких мер, то рассматриваемую проблему нужно разбить на «подпроблемы» и проанализировать их причины.

Для того чтобы принять решение быстро, проблему лучше визуализировать, т. е. представить в графическом виде связь несоответствия с причинами, влияющими на его возникновение. Это поможет подключить образное мышление, а также позволит коллективно обсуждать проблему.

Для визуализации проблемы удобно применять диаграмму Исикавы («рыбий скелет» – Fishbone Diagram), которая представляет собой графическое упорядочение факторов, влияющих на объект анализа. Этот инструмент, вошедший в состав семи инструментов управления качеством, ввел в мировую практику выдающийся японский специалист в области качества Каору Исикава [5].

В 1953 году профессор Токийского университета К. Исикава, обсуждая проблему качества на одном заводе, суммировал мнение инженеров в форме диаграммы причин и результатов. Считается, что тогда этот подход был применен впервые, но еще раньше сотрудники профессора Исикавы пользовались этим методом для упорядочения факторов в своей научно-исследовательской работе. Когда же диаграмму начали применять на практике, она оказалась весьма полезной и скоро стала широко использоваться во многих компаниях Японии и получила название диаграммы Исикавы. Она была включена в японский промышленный стандарт (JIS) на терминологию в области контроля качества и определяется в нем следующим образом: диаграмма причин и результатов, которая показывает отношение между показателем качества и воздействующими на него факторами [3].

Изучаемая проблема на диаграмме – это «голова рыбьей кости». «Хребет» на диаграмме условно изображается в виде прямой горизонтальной стрелки. «Кости» – причины и факторы, прямо и косвенно влияющие на проблему, изображаются наклонными стрелками.

На диаграмму Исикавы по направлению влево наносят основные «кости» (категории), которые имеют отношение к рассматриваемой проблеме. Для начала команда экспертов может рассмотреть общие категории. Все возможные причины обычно распределяют по категориям по принципу «5М»:

• Man (человек) – причины, связанные с человеческим фактором;
• Machines (машины, оборудование) – причины, связанные с оборудованием;
• Materials (материалы) – причины, связанные с материалами;
• Methods (методы, технология) – причины, связанные с технологией работы, организацией процессов;
• Measurements (измерения) – причины, связанные с методами измерения.

Основные категории распределяют в нисходящем порядке, начиная с категории, имеющей наибольшую вероятность того, что ее причины вызвали проблему. Иными словами, та категория причин, которая, по мнению экспертной команды, является основной, будет ближе к «голове рыбы».

Для каждой категории строятся дополнительные «кости», представляющие отдельные причины, а к тем, в свою очередь, добавляются свои подпричины. Продолжая таким образом, мы получаем разветвленное дерево, связывающее причины возникновения несоответствия, находящиеся на разном уровне детализации. Так можно добраться до первичных причин, устранение которых наиболее сильно повлияет на устранение всего несоответствия.

Устранить все выявленные причины невозможно или нерентабельно. Требуется выявить две или три наиболее важные первичные причины и управлять ими. Для этого эксперты должны выделить те первичные причины из массы возможных и те последствия несоответствия, которым нужно уделить наибольшее внимание [5].

Опыт применения причинно-следственных диаграмм позволяет сформулировать следующие рекомендации по их совершенствованию:

1. каждую проблему следует рассматривать в максимально широком аспекте, учитывать как внутренние, так и внешние факторы. Если речь идет о социальных, экономических проблемах, необходимо принимать во внимание экономическую ситуацию в стране, на мировом рынке, налоговую политику государства, региональные особенности и т. п.;
2. каждое предложение о влияющих факторах или причинах изучаемой проблемы должно сразу наноситься на лист бумаги, где изображается причинно-следственная диаграмма, в определенное место. Решение принимается большинством голосов;
3. после окончания разработки диаграммы все члены команды должны ее обдумать. Возможны консультации со специалистами – не членами команды. Через 1–3 дня целесообразно собраться и обсудить возникшие вопросы и предложения;
4. полезно широкомасштабное обсуждение диаграммы Исикавы в коллективе организации, особенно если она посвящена решению важной для организации проблемы. Для этого можно вывесить диаграмму в крупном масштабе на доске объявлений, раздать работникам ее копии или сбросить информацию на их компьютеры. Через примерно две недели следует собрать предложения и обсудить их в команде по разработке причинно-следственной диаграммы с участием авторов;
5. в команду по разработке диаграммы Исикавы следует включить непосредственных исполнителей работ, которые предполагается совершенствовать. Эти люди знают проблемы изнутри и могут предложить эффективные меры по их решению [3].

Таким образом, можно выделить следующие достоинства данного метода. Диаграмма Исикавы позволяет:

1. стимулировать творческое мышление;
2. представить взаимосвязь между причинами и сопоставить их относительную важность.

Недостатки метода:

1. не рассматривается логическая проверка цепочки причин, ведущих к первопричине, т. е. отсутствуют правила проверки в обратном направлении от первопричины к результатам;
2. сложная и не всегда четко структурированная диаграмма не всегда позволяет делать правильные выводы [6].

 

2.2 Диаграмма Парето

 

Авторы метода:

В. Парето (Италия), 1897 г, М. Лоренц (США), 1979 г.

Метод применяется практически в любых областях деятельности.  
Японский союз ученых и инженеров в 1979 г. включил диаграмму Парето в состав семи основных методов контроля качества.

Цель метода:

Выявление проблем, подлежащих первоочередному решению.

Суть метода:

Диаграмма Парето – инструмент, позволяющий выявить и отобразить проблемы, установить основные факторы, с которых нужно начинать действовать, и распределить усилия с целью эффективного разрешения этих проблем.  
Различают два вида диаграмм Парето: 

 1 по результатам деятельности - предназначена для выявления главной проблемы нежелательных результатов деятельности;  

2 по причинам - используется  для выявления главной причины  проблем, возникающих в ходе производства. 

План действий:

1 определить проблему, которую надлежит решить;

2 учесть все факторы (признаки), относящиеся к исследуемой проблеме;

3 выявить первопричины, которые создают наибольшие трудности, собрать по ним данные и проранжировать их;

4 построить диаграмму Парето, которая объективно представит фактическое положение дел в понятной и наглядной форме;

5 провести анализ диаграммы Парето [14].

Особенности метода:

Принцип Парето (принцип 20/80) означает, что 20% усилий дают 80% результата, а остальные 80% усилий - лишь 20% результата.

Общие правила построения диаграммы Парето:

– решить, какие проблемы (причины проблем) надлежит исследовать, какие данные собирать и как их классифицировать;

– разработать формы для регистрации исходных данных (например, контрольный листок);

– собрать данные, заполнив формы, и подсчитать итоги по каждому исследуемому фактору (показателю, признаку) [7].

Для построения диаграммы Парето подготовить бланк таблицы, предусмотрев в нем графы для итогов по каждому проверяемому фактору в отдельности, накопленной суммы числа появлений соответствующего фактора, процентов к общему итогу и накопленных процентов. Заполнить таблицу, расположив данные, полученные по проверяемому фактору, в порядке убывания значимости. 

Подготовить оси (одну горизонтальную и две вертикальные линии) для построения диаграммы. Нанести на левую ось ординат шкалу с интервалами от 0 до общей суммы числа выявленных факторов, а на правую ось ординат - шкалу с интервалами от 0 до 100, отражающую процентную меру фактора. Разделить ось абсцисс на интервалы в соответствии с числом исследуемых факторов или относительной частотой. 

Построить столбиковую диаграмму. Высота столбца (откладывается по левой шкале) равна числу появлений соответствующего фактора. Столбцы располагают в порядке убывания (уменьшения значимости фактора). Последний столбец характеризует «прочие», т. е. малозначимые факторы, и может быть выше соседних. 

Начертить кумулятивную кривую (кривую Парето) – ломаную, соединяющую точки накопленных сумм (количественной меры факторов или процентов). Каждую точку ставят над соответствующим столбцом столбиковой диаграммы, ориентируясь на его правую сторону [15].

Нанести на диаграмму все обозначения и надписи. 

Провести анализ диаграммы Парето.

Достоинства метода:

Простота и наглядность делают возможным использование диаграммы Парето специалистами, не имеющими особой подготовки. Сравнение диаграмм Парето, описывающих ситуацию до и после проведения улучшающих мероприятий, позволяют получить количественную оценку выигрыша от этих мероприятий.

Недостатки метода:

При построении сложной, не всегда четко структурированной диаграммы возможны неправильные выводы.

Ожидаемый результат:

Принятие решения на основании анализа диаграммы Парето.

 

2.3 Метод «Диаграмма связей»

 

Другие названия метода: «Граф связей», «Диаграмма взаимосвязей».

Японский союз ученых и инженеров в 1979 г. включил диаграмму связей в состав семи новых методов управления качеством.

Метод применяется для систематизирования большого количества логически связанной информации.

Цель метода:

Выявление связей между причинами возникновения проблемы и выбор приоритетов для приложения усилий в те области, которые принесут наибольшую отдачу в решение проблемы.

Суть метода:

Диаграмма связей – инструмент, позволяющий выявлять логические связи между основной идеей, проблемой и различными факторами влияния.

Диаграмма связей обеспечивает общее планирование и помогает уяснить нерешенные проблемы, раскрывая ранее невидимые причинные связи между отдельными частями информации путем их графического представления.

План действий:

В основе диаграммы лежит примерно тот же подход, что и при построении диаграммы сродства:

1 формируется команда из специалистов, владеющих вопросами по обсуждаемой теме;

2 формулируется проблема, которую необходимо разрешить, или результат, которого следует добиться;

3 определяются звенья, которые связывают отдельные факторы, оказывающие влияние на проблему, и строится диаграмма связей;

4 далее команда должна обсудить построенную диаграмму связей и выявить главные причины, влияющие на проблему.

Особенности метода:

На практике с помощью построения и анализа диаграммы связей, являющегося логическим инструментом, стараются уточнить и улучшить группирование данных диаграммы сродства, которая сама по себе - инструмент творческий. Это вызвано тем, что при наличии большого числа объектов (начиная с нескольких десятков), наши ассоциативные способности начинают уступать инструментам логического анализа. Диаграммы связей фактически выполняют ту же задачу, что и диаграммы сродства [7].

Правила построения диаграммы связей:

Каждую проблему записать на карточке. В центре листа следует расположить карточку с формулировкой проблемы, которую необходимо разрешить, выделив ее каким-либо образом. Далее на этом же листе необходимо разместить основные причины, влияющие на результат. Родственные причины следует размещать рядом друг с другом.

Затем следует выявить связи между причинами и результатами, задавая вопрос: «Имеется ли между этими двумя событиями связь?» Если имеется, то следует уточнить: «Почему это событие является причиной возникновения другого события?»

При рассмотрении проблемы, имеющей большое число причин, следует сначала установить связи между родственными причинами. В случае, когда причин, вызывающих проблему не так много, связи между всеми причинами и формулировкой проблемы рассматриваются в произвольной последовательности. Все выявленные связи обозначить стрелками, показывая направление влияния. После выявления взаимосвязей между всеми событиями, подсчитывается число стрелок, исходящих из каждого и входящих в каждое событие.