Диаграмма Парето и АВС-анализ - эффективный инструмент управления качеством продукции Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

- расчетный, заключающийся в вычислениях по значениям параметров продукции, найденным другими методами;

- статистический, использующий правила прикладной статистики и основанный на подсчёте числа событий или объектов;

- органолептический, основанный на анализе восприятия качества продукции органами чувств без применения технических измерительных средств;

- экспертный, учитывающий мнение о качестве продукции группы специалистов-экспертов;

- социологический, основанный на сборе и анализе мнений потребителей данной продукции;

- комбинированный, включающий несколько методов определения показателей качества.

Основными методами измерения и оценки качества являются инструментальный и экспертный.

Контроль качества - это деятельность, включающая проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки параметров объекта и сравнение полученных величин с заданными. Инструменты контроля качества - это методы, которые используются для решения задачи количественной оценки параметров качества.

Современные подходы к управлению качеством предполагают внедрение системы контроля показателей качества изделий на всех этапах его жизненного цикла, начиная от проектирования и заканчивая послепродажным обслуживанием и утилизацией. Основная задача контроля качества - не допустить появление брака. Поэтому в ходе контроля должен проводиться постоянный анализ отклонений параметров продукции от установленных требований. Если параметры продукции не соответствуют заданным показателям качества, система контроля качества поможет оперативно выявить наиболее вероятные причины несоответствий и устранить их.

Важным моментом при организации контроля качества продукции является объем контролируемых изделий. Здесь многое зависит от специфики производства. Если оно носит единичный или мелкосерийный характер, выпускаемую продукцию подвергнуть сплошному, то есть 100 % контролю. Так как сплошной контроль является довольно трудоёмким и дорогостоящим в условиях крупносерийного и массового производства обычно применяют выборочный контроль. При таком методе контроля сохраняется вероятность ошибочного бракования (риск поставщика) или, наоборот, признания реализуемых изделий годной (риск заказчика).

Поэтому при выборочном контроле, заключая контракт на поставку, необходимо оговорить обе возможные ошибки.

Существуют различные методы контроля качества продукции, среди которых особое место занимают статистические методы. Многие из современных методов математической статистики довольно сложны для восприятия. Поэтому японские ученые отобрали из всего множества семь методов, которые наиболее применимы, просты, наглядны и не требуют особой подготовки. К этим семи основным методам или инструментам контроля качества относятся следующие статистические методы:

- контрольный листок;

- гистограмма;

- диаграмма разброса;

- диаграмма Парето;

- стратификация (расслоение);

- диаграмма Исикавы (причинно-следственная диаграмма);

- контрольная карта.

Внедрение семи инструментов контроля качества

должно начинаться с обучения этим методам всех участников процесса. Например, успешному внедрению инструментов контроля качества в Японии способствовало обучение руководства и сотрудников компаний методикам контроля качества. Большую роль в обучении сыграли кружки контроля качества, в которых прошли обучение рабочие и инженеры большинства японских компаний.

Статистические методы контроля качества в настоящее время применяются не только в производстве, но и в планировании, проектировании, маркетинге, материально-техническом снабжении и т.д. Применяемая система контроля качества не обязательно должна включать все семь инструментов. Их может быть меньше, а может быть и больше, так как существуют и другие статистические методы. Однако можно с полной уверенностью сказать, что семь инструментов контроля качества являются необходимыми и достаточными статистическими методами, применение которых помогает решить более 90 % всех проблем, возникающих на производстве.

Список литературы

1. Свиткин М.З. и др. Менеджмент качества продукции на основе

международных стандартов ИСО. - СПб.: Сиб. Изд-во СПб.

картфабрики ВСЕГЕИ, 1999. - 403 с.

Ф.Н. Салахов

Курганский государственный университет

ДИАГРАММА ПАРЕТО И АВС-АНАЛИЗ -ЭФФЕКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ

В 1897 г. итальянский экономист В. Парето предложил формулу, показывающую, что блага распределяются неравномерно. Эта же теория была проиллюстрирована американским экономистом М. Лоренцом в 1907 г. на диаграмме. Оба ученых показали, что в большинстве случаев наибольшая доля доходов или благ, как в настоящее время в России, принадлежит небольшому числу людей.

Американский ученый в области управления качеством Д. Джуран применил диаграмму М. Лоренца в сфере контроля качества для классификации проблем качества на немногочисленные, но существенно важные и многочисленные, но несущественные, и назвал этот метод анализом Парето. Он указал, что в большинстве случаев подавляющее число дефектов и связанных с ним потерь возникают из-за относительно небольшого числа причин. Он иллюстрировал это с помощью диаграммы, которая получила название диаграммы Парето.

Диаграмма Парето - инструмент, позволяющий распределить усилия для разрешения возникающих проблем и выявить основные причины, с которых нужно начинать действовать.

В повседневной деятельности по контролю и управлению качеством возникают всевозможные проблемы, связанные, например, с появлением брака, неполадками оборудования, наличием нереализованной продукции и т.п.

Диаграмма Парето позволяет распределить усилия для разрешения возникающих проблем и установить основные факторы, с которых нужно начинать действовать с целью преодоления возникающих проблем. Различают два вида диаграмм Парето:

1. Диаграмма Парето по результатам деятельности. Эта диаграмма предназначена для выявления главной проблемы и отражает следующие нежелательные результаты деятельности:

- качество (дефекты, поломки, ошибки, отказы, рекламации, ремонты, возвраты продукции);

- себестоимость (объем потерь, затраты);

- сроки поставок (нехватка запасов, ошибки в составлении счетов, срыв сроков поставок);

- безопасность (несчастные случаи, трагические ошибки, аварии).

2. Диаграмма Парето по причинам. Эта диаграмма отражает причины проблем, возникающих в ходе производства, и используется для выявления главной из них:

- исполнитель работы (смена, бригада, возраст, опыт работы, квалификация, индивидуальные характеристики);

- оборудование (станки, агрегаты, инструменты, оснастка, модели, штампы);

- сырьё (изготовитель, вид сырья, завод-поставщик, партия);

- метод работы (условия производства, заказы-наряды, приемы работы, последовательность операций);

- измерения (точность, верность и повторяемость, стабильность, тип измерительного прибора).

Построение диаграммы Парето начинают с классификации возникающих проблем по отдельным факторам. Затем производят сбор и анализ статистического материала по каждому фактору, чтобы выяснить, какие из этих факторов являются превалирующими при решении проблем.

В прямоугольной системе координат по оси абсцисс откладывают равные отрезки, соответствующие рассматриваемым факторам, а по оси ординат-величину их вклада в решаемую проблему. При этом порядок расположения факторов таков, что влияние каждого последующего фактора, расположенного по оси абсцисс, уменьшается по сравнению с предыдущим фактором. Таким образом, построение диаграммы Парето состоит из следующих этапов.

Этап 1. Решите, какие проблемы надлежит исследовать и как собирать данные.

1. Какого типа проблемы вы хотите исследовать? Например, дефектные изделия, потери в деньгах, несчастные случаи.

2. Какие данные надо собрать и как их классифицировать? Например, по видам дефектов, по месту их появления, по процессам, по станкам, по рабочим, по технологическим причинам, по оборудованию, по методам измерения и применяемым измерительным средствам.

Примечание. Суммируйте остальные нечасто встречающиеся признаки под общим заголовком «прочие».

3. Установите метод и период сбора данных.

Примечание. Если это рекомендуется, используйте

специальный бланк.

Этап 2. Разработайте контрольный листок для регистрации данных с перечнем видов собираемой информации. В нем надо предусмотреть место для графической регистрации данных проверок.

Этап 3. Заполните листок регистрации данных и подсчитайте итоги.

Этап 4. Для построения диаграммы Парето разработайте бланк таблицы для проверок данных, предусмотрев в нем графы для итогов по каждому проверяемому признаку в отдельности, накопленной суммы числа дефектов, процентов к общему итогу и накопленных процентов.

Этап 5. Расположите данные, полученные по каждому проверяемому признаку, в порядке значимости и заполните таблицу.

Примечание. Группу «прочие» надо поместить в последнюю строку независимо от того, насколько большим получилось число, так как ее составляет совокупность признаков, числовой результат по каждому из которых меньше, чем самое маленькое значение, полученное для признака, выделенного в отдельную строку.

Этап 6. Начертите одну горизонтальную и две вертикальные оси.

1. Вертикальные оси: нанесите на левую ось шкалу с интервалами от 0 до числа, соответствующего общему итогу. На правую ось наносится шкала с интервалами от О до 100%.

2. Горизонтальная ось. Разделите эту ось на интервалы в соответствии с числом контролируемых признаков.

Этап 7. Постройте столбиковую диаграмму

Этап 8. Начертите кривую Парето. Для этого на вертикалях, соответствующих правым концам каждого интервала на горизонтальной оси, нанесите точки накопленных сумм (результатов или процентов) и соедините их между собой отрезками прямых.

Этап 9. Нанесите на диаграмму все обозначения и надписи.

1. Надписи, касающиеся диаграммы (название, разметка числовых значений на осях, наименование контролируемого изделия, имя составителя диаграммы).

2. Надписи, касающиеся данных (период сбора информации, объект исследования и место его проведения, общее число объектов контроля).

При использовании диаграммы Парето наиболее распространенным методом анализа является, так называемый, АВС-анализ, сущность которого рассмотрим на следующем примере [1]. Допустим, на складе предприятия скопилось большое количество готовой продукции разных типов. При этом вся продукция, вне зависимости от ее вида и стоимости, подвергается сплошному выходному контролю. Из-за длительного времени контроля реализации продукции задерживается, а предприятие несет убытки в связи с задержкой поставок. Разделим всю готовую продукцию, хранящуюся на складе, по группам, в зависимости от стоимости каждого продукта, и сведем в таблицу 1.

Таблица 1

Складские запасы

Стоимость продукта, тыс. руб. Число образцов, тыс.штук Стоимость продукта, тыс. руб. Число образцов, тыс.штук

90 -100 0,2 40-50 1,2

80-90 0,3 30-40 1,5

70-80 0,5 20-30 2,5

60-70 0,5 10-20 5,0

50-60 0,8 До 10 12,5

Для построения диаграммы Парето и проведения АВС-анализа построим таблицу 2 с накоплением до 100 %.

Таблица 2

Накопленные проценты

Стоимость продукта, тыс. руб. Число образцов, тыс.шт ук Стоимость продукции, хранящейся на складе Число образцов, хранящихся на складе

накопленная стоимость, тыс.руб. относительная стоимость. Си С 1. % накопленное число продукта, тыс. штук относительная частота продукта, ш N. %

1 2 3 4 5 6

95 0.2 19.0 4.1 0.2 0.8

85 0.3 44.5 9.6 0.5 2.0

75 0.5 82.0 17.6 1.0 4.0

65 0.5 114.5 24.5 1.5 6.0

55 0.8 158.5 34.0 2.3 9.2

45 1.2 212.5 45.5 3.5 14.0

35 1.5 265.0 56.7 5.0 20.0

25 2.5 327.5 70.2 7.5 30.0

15 5.0 402.5 86.7 12.5 50.0

5 12.5 465.0 100.0 25.0 100.0

Построение таблицы накопленных частот осуществляется следующим образом. Сначала находят общую стоимость изделий как сумму произведений для значений центров классов и числа образцов, перемножая значения столбцов 1 и 2 таблицы 2, то есть общая стоимость равна

95x200 + 85x300 + 75x500 + ... + 15x5000 +

+ 5 х 12500 = 465,0 тыс.руб.

Затем составляют данные столбца 3. Например, значение из первой строки 19,0 тыс. руб. определяется следующим образом: 95 х 200= 19 тыс. руб. Значение из второй строки, равное 44,5 тыс. руб., определяется так: 95 х 200 + 85 х 300 = 44,5 тыс. руб. и т.д.

Затем находят значение столбца 4, который показывает, сколько процентов от общей стоимости составляют данные каждой строки. Данные столбца 6 образуются следующим образом. Значение 0,8 из первой строки представляет собой число процентов, приходящихся на накопленный запас продукции (200) от всего количества образцов (25000). Значение 2,0 из второй строки представляет собой число процентов, приходящихся на накопленный запас продукции (200 + 300), от всего ее количества.

После проведения этой подготовительной работы несложно построить диаграмму Парето. В прямоугольной системе координат по оси абсцисс отложим относительную частоту продукта т/Ы, % (данные столбца 6), а по оси ординат — относительную стоимость этой продукции Ст|/Ст, % (данные столбца 4). Соединив полученные точки прямыми, получим кривую Парето (или диаграмму Парето), как это показано на рисунке 1. Кривая Парето получилась сравнительно плавной в результате большого числа классов. При уменьшении числа классов она становится более ломаной.

Из анализа диаграммы Парето видно, что на долю наиболее дорогой продукции (первые 7 строк таблицы 2), которая составляет 20% от общего числа хранящихся на складе образцов, приходится более 50% общей стоимости всей готовой продукции, а на долю самой дешевой продукции, расположенной в последней строке таблицы и составляющей 50% от общего количества продук-

ции на складе, приходится всего 13,3% от общей стоимости. Построим таблицу АВС-анализа полученных результатов.

ЙУСг, %

№ п к Я ^ ё :я

Рис. 1. Диаграмма Парето

Таблица 3

Результаты АВС-анализа складского запаса

Группа Относительная частота количества образцов в группе , % Относительная стоимость образцов в группе , %

А 20 56,7

В 30 30

С 50 13,3

Из таблицы 3 видно, что контроль продукции на складе будет эффективнее в том случае, если контроль продукции группы А будет самым жестким (сплошным), а контроль продукции группы С - упрощенным (выборочным). Д.Джуран назвал группу А на диаграмме Парето жизненно важной зоной, на которую, в первую очередь, должно быть сосредоточено внимание при АВС-анализе..

Диаграмма Парето совместно с АВС-анализом эффективно применяется для выявления главных причин несоответствий. Сравнивая диаграммы, построенные по статистическим данным до и после улучшения технологического процесса, оценивают эффективность принятых мер. В этом случае для анализа факторов, влияющих на показатели качества продукции, диаграмму Парето целесообразно применять вместе с причинно-следственной диаграммой.

Список литературы

1. Глудкин О.П. и др. Всеобщее управление качеством. - Люберцы:

Изд-во ВИНИТИ, 2001. - 599 с.

Ю.И. Моисеев

Курганский государственный университет

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ МЕТОДОМ МНОГОКРАТНЫХ РАБОЧИХ ХОДОВ

Одним из принципов проектирования технологических процессов изготовления деталей в машиностроении является деление процесса обработки на отдельные этапы. Обычно выделяют три этапа обработки: черновую, чистовую и отделочную. При таком подходе стабильно можно обеспечить требования по качеству обрабатываемой детали при оптимальном распределении во времени упругих и тепловых деформаций технологической системы, коробления заготовки вследствие перераспределения внутренних напряжений и т.д.

Но соблюдение принципа деления процесса на этапы имеет и отрицательные стороны, в частности, нарушается принцип концентрации операций, увеличивается номенклатура и количество используемых средств технологического оснащения, прежде всего, режущего инструмента, увеличивается длительность производственного цикла.

В то же время следует отметить повсеместное использование современного технологического оборудования с числовым программным управлением, прогрессивного режущего инструмента и новых инструментальных материалов, позволяющих вести процесс обработки деталей на высоких скоростях резания и подачах. Так, современные многооперационные станки типа "обрабатывающий центр" имеют скорости ускоренных перемещений порядка 40-60 м/мин и больше. К примеру, станок модели ХНС 240 фирмы EX-CELL-O имеет максимальную частоту вращения шпинделя 20 ООО мин1, скорость ускоренных перемещений 120 м/мин при точности позиционирования 5 мкм. Фреза диаметром 12,7 мм фирмы OSG Тар & Die позволяет вести обработку детали из закаленной стали твердостью HRC48 с глубиной резания 0,13-0,5 мм, частотой вращения 3 800 мин-1 и рабочей подачей 8,6 м/мин [1].

В подобных случаях имеет смысл не делить операцию на черновые, чистовые, отделочные переходы, а проводить обработку на одном режиме при относительно небольших глубинах резания, максимальных значениях скорости резания и рабочей подачи. Очевидно, режимы обработки должны гарантировать минимальный уровень деформаций технологической системы, позволяющий обеспечить высокие требования по точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

Рассмотрим показатели, определяющие производительность технологической операции для двух вариантов построения процесса:

1. Традиционный, с разделением операции на несколько технологических переходов, выполняемых, как правило, разными инструментами на разных режимах резания.

2. Обработка методом многократных рабочих ходов одним инструментом на одном и том же режиме резания. В общем случае оперативное время операции определяется как сумма основного и вспомогательного времени. В свою очередь, вспомогательное время представим как сумму времени на установку и снятие обрабатываемой детали tycT, время ускоренных (холостых) перемещений t^, время на смену инструмента tCH и время на

контрольные измерения 1изм. Очевидно, при сравнении рассматриваемых вариантов построения операции можно не учитывать времена 1уст и 1изм. Тогда для обоих вариантов оперативное время можно записать в виде:

1=1+1+1=11/3 +1_ ¡/Э + 1 (1)

ОП О XX см рх МИН XX XX см v '

где 1_рх -длина рабочего хода; Ц^, - длина холостого хода; ¡-число рабочих/холостых ходов; Змин - минутная рабочая подача; Зхх-скорость холостых ходов.

Вначале проведем оценку только по основному времени.

Для определенности будем считать, что в первом варианте обработка проводится за к технологических переходов, а каждый переход состоит из одного рабочего хода.

Для обеспечения необходимой производительности по второму варианту должно соблюдаться условие

tc2 < или:

S

мин2

S..

(2)

где SMUHk-минутная рабочая подача на к-том переходе.

Рассмотрим пример обработки условной детали по первому варианту с длиной рабочего хода Lpx = 100 мм; длиной холостого хода Lxx = 150 мм за три перехода: S = 400 мм/мин; S . = 250 мм/мин; S . = 200 мм/

мин к1 ' мин к2 ' мин кЗ

мин. Снимаемый припуск (глубина резания) соответственно составляет t, = 3 мм; t2 = 1 мм; t3 = 0,2 мм. Для второго варианта примем обработку на рабочей подаче S = 200 мм/мин с глубиной резания t = 0,2 мм.

мин J ~ '

. _ 3 + 1 + 0,2 Тогда /——

= 21

S„

< — + — + —= 0,0115

Отсюда $мин2 -

400 250 200 21

= 1826 мм/ мин

0,0115

Таким образом, в приведенном примере для обеспечения той же производительности при семикратном увеличении числа рабочих ходов реализация второго варианта требует почти такого же повышения рабочей подачи (в рассматриваемом примере с 200 до 1826 мм/ мин). Это возможно при использовании современных инструментальных материалов, позволяющих существенно поднять скорости резания и рабочие подачи. Проведем сравнение по вспомогательному времени без учета времен 1уст и ^зн. В соответствии с формулой (1) и предполагая, что по второму варианту нет необходимости в смене инструмента, можно записать:

или

i-k

IZi

<t„

А

L,

(3)

где 1см - время автоматической смены инструмента.

Анализ последней формулы показывает, что эффективность обработки методом многократных рабочих ходов повышается с ростом скорости ускоренных перемещений рабочих органов станка. Например, для 1см = 0,1 мин, = 10000 мм/мин и исходных данных предыдущего примера соотношение (3) будет иметь вид или 9 <6,7, т.е. условие не выполняется. В то же время при Зхх = 20000 мм/мин характер соотношения меняется: 9 <13,3.