Причинно-следственная диаграмма (диаграмма Исикавы) – инструмент, позволяющий в упорядоченном виде представить все факторы, влияющие на конечный результат, и помогающий выявить основные факторы, влияющие на конечный результат.
Причинно-следственная диаграмма часто называется также диаграммой Исикавы (по имени ее автора), диаграммой «причина-следствие», «рыбьей костью», «рыбьим скелетом». Она позволяет выявить и систематизировать различные факторы и условия, оказывающие влияние на рассматриваемую проблему (на показатели качества, такие как простои автомобилей по техническим неисправностям, наработка на отказ и т. д.). Информация о показателях качества для построения диаграммы собирается из всех доступных источников. При построении диаграммы выбираются важные с технической точки зрения факторы.
Сложная причинно-следственная диаграмма анализируется с помощью расслоения по отдельным факторам. При выявленной анализом заметной разнице в разбросе между «слоями» принимают соответствующие меры для ликвидации этой разницы и устранения причины ее появления.
При использовании причинно-следственной диаграммы процесс производства рассматривают как взаимодействие 4М (material – (материал) + machine – (оборудование) + man – (оператор)+method – (метод)). Зависимость между процессом, представляющим собой систему причинных факторов, и качеством, представляющим собой результат действия этих причинных факторов, можно выразить графически, как показано на рис. 1.10.
Рис. 1.10. Причинно-следственная диаграмма
Если результат процесса оказался неудовлетворительным, то в системе причин, т. е. в какой-то точке процесса, произошло отклонение от заданных условий. Если постоянно поддерживать заданные условия хода процесса, можно обеспечить формирование высокого качества.
Как показано на рис. 1.10, характеристики качества, являющиеся следствием, определяют причины М1–М4, обозначенные стрелками. Эти причины являются, в свою очередь, следствием других причин. Все они также обозначены стрелками, направленными к соответствующим следствиям. Вторичным причинам могут соответствовать третичные причины и т. д.
Для составления причинно-следственной диаграммы необходимо подобрать максимальное количество факторов, имеющих отношение к характеристике, которая вышла за пределы допустимых значений.
Наиболее эффективным считается групповой метод анализа причин, называемый «мозговым штурмом». В этом случае, если проблема возникла на участке, к группе экспертов присоединяются лица, непосредственно работающие на этом производственном участке.
При анализе причин часто приходится пользоваться другими статистическими методами и прежде всего – методом расслоения.
Диаграммы разброса
Диаграмма разброса – инструмент, позволяющий определить вид и тесноту связи между парами рассматриваемых переменных.
Диаграмма разброса используется для выявления зависимости между показателями качества (результат) и основными факторами производства (причина) при анализе причинно-следственной диаграммы или для выявления корреляционной зависимости между факторами.
Диаграмма разброса, так же как и метод расслоения, используется для выявления причинно-следственных связей показателей качества и влияющих факторов при анализе причинно-следственной диаграммы.
При наличии корреляционной зависимости причинный фактор оказывает очень большое влияние на характеристику процесса, поэтому, удерживая этот фактор под контролем, можно достичь стабильности характеристики.
При такой зависимости между отдельными факторами значительно облегчается контроль процесса с технологической, временной и экономической точек зрения.
Для построения диаграммы разброса прежде всего, проводят сбор этих данных и представляют их в виде таблицы соответствия тех и других какому-то общему для них условию сбора.
Если данных мало, четкую зависимость установить трудно, поэтому желательно, чтобы число пар было не менее 30. Однако даже в тех случаях, когда число данных оказывается всего лишь порядка 10, часто можно получить какую-то полезную информацию.
Существуют различные методы оценки степени корреляционной зависимости. Одним из них является метод вычисления коэффициента корреляции по формуле
,
где х i , у i – значения параметров х и у для i -го измерения; х, у – средние арифметические значения величин х и у; S x , S y - стандартные отклонения величин х и у; п – число измерений в выборке (объем выборки).
Если r = ±1, это свидетельствует о наличии корреляционной зависимости, если r = 0, корреляционная зависимость отсутствует. Чем ближе коэффициент корреляции к 1, тем теснее зависимость между параметрами.
Эффективным и более простым методом анализа степени корреляционной зависимости считается метод медиан, удобный при исследовании технологического процесса с использованием данных, полученных на рабочем месте.
Диаграмма разброса строится как график зависимости между двумя переменными и .
Применяют две разновидности метода медиан. Рассмотрим действие первого метода на практическом примере, диаграмма разброса для которого приведена на рис. 1.11.
Рис. 1.11.. Диаграмма разброса для определения зависимости между и методом медиан
На график наносятся данные в порядке измерений. Если на одну и ту же точку графика попадает два или три значения, они обозначаются как точка в круге, или в двух кругах, или возле точки проставляется число данных, или рядом с нанесенной точкой сразу перед ней ставятся еще одна, две точки и т. д.
На диаграмме разброса проводятся вертикальная и горизонтальная линии медиан. Выше и ниже горизонтальной медианы, справа и слева от вертикальной медианы должно быть равное количество точек.
Если количество точек окажется нечетным, следует провести линию через центральную точку. В каждом из четырех квадрантов, получившихся в результате разделения диаграммы разброса вертикальной и горизонтальной медианами, подсчитывают число точек и обозначают соответственно. Точки, через которые прошла медиана, не учитывают. Отдельно складывают число точек в положительных и отрицательных квадрантах и их общую сумму:
Для определения наличия и степени корреляции по методу медиан используется специальная таблица (табл. 1.2) кодовых значений, соответствующих различным при двух значениях коэффициента риска (0,01 и 0,05). Сравнивают меньшее из чисел и с кодовым значением, соответствующем значению , делают заключение о наличии и характере корреляции. Если меньшее из чисел и оказывается равным или меньше табличного кодового значения, то корреляционная зависимость имеет место.
В соответствии с данными таблицы для = 25 (числа степеней свободы) и значении коэффициента риска = 0,01 кодовое значение меньшего из чисел и равно 5. Поскольку полученное в результате расчетов число 5 не превышает табличное значение, можно утверждать, что между двумя параметрами существует корреляционная зависимость с коэффициентом риска, равным 0,01. При этом, так как > это свидетельствует о прямой корреляции. В противном случае можно было говорить об обратной корреляции.
На рис. 1.12 приведен пример использования второй разновидности метода медиан.
Рис. 1.12. Анализ корреляции между переменными и с помощью метода медианы: 1 – график ; 2 – график ; 3 – линия медианы
x·y: = 11 + 4/2 = 13;
x·y: = 14 + 4/2 = 16;
13 + 16 = 29.
Таблица 1.2
Таблица кодовых значений (извлечения)
| k | k | k | ||||||
| 0,01 | 0,05 | 0,01 | 0,05 | 0,01 | 0,05 | |||
В соответствии с данными таблицы для =29 (числа степеней свободы) и значении коэффициента риска =0,05 кодовое значение для меньшего из чисел и равно 8. Поскольку полученное в результате расчетов число 13 превышает табличное значение 8, можно утверждать, что между двумя параметрами не существует корреляционная зависимость с коэффициентом риска, равном 0,05.
Контрольные карты
Контрольная карта – инструмент, позволяющий отслеживать ход протекания рассматриваемого процесса и воздействовать на него с целью предупреждения отклонения от требуемых значений.
Контрольные карты, как инструмент управления качеством, предложены У. Шухартом в 1924 г.
Контрольная карта – это разновидность графика, однако она отличается от обычного графика наличием линий, называемых контрольными границами или границами регулирования. Эти контрольные границы обозначают ширину разброса, образующегося в обычных условиях течения процесса. Если все точки на графике входят в область, ограниченную контрольными границами, это указывает на то, что процесс протекает в относительно постоянных условиях, т. е. указывает на стабильность процесса. И наоборот, точки, выходящие за пределы контрольных границ, означают, что в ходе процесса возникли погрешности, нарушившие стабильность процесса.
Контрольная карта представляет собой специальный бланк, на котором проводятся центральная линия и две линии выше и ниже средней, называемые верхней и нижней контрольными границами. На карту точками наносятся данные измерений или контроля параметров. Записывают условия производства.
Исследуя изменение данных с течением времени, следят, чтобы точки графика не вышли за контрольные границы. В случае отклонений выясняют причины с использованием других инструментов контроля качества.
В производственной практике применяются следующие виды контрольных карт:
● карта средних арифметических и размахов () – применяется в случае контроля по количественному признаку таких показателей качества, как длина, масса, прочность на разрыв и др.;
● карта индивидуальных значений (х) – применяется в случае необходимости быстрого обнаружения незамеченных факторов или в случае, когда за день или за неделю было произведено только одно наблюдение;
● карта доли дефектной продукции (р) – применяется в случае контроля качества по определению доли дефектных изделий (например, доли дефектных винтов по длине винта, доли дефектных электрических лампочек по качеству металла и т. д.);
● карта числа дефектных единиц продукции (pn) – применяется в случае контроля качества по определению числа дефектных изделий;
● карта числа дефектов (С) – применяется в случае, когда контроль качества осуществляется путем определения суммарного числа дефектов в заранее установленном постоянном объеме проверяемых изделий (например, число разрывов на постоянной площади ткани);
● карта числа дефектов на единицу продукции (U) – применяется в случае контроля качества по числу дефектов на единицу продукции, когда площадь, длина или другой параметр образца продукции не являются постоянной величиной.
Данные, представляемые в контрольной карте используются для построения гистограмм. Графики, получаемые на контрольных картах, сравниваются с контрольными нормативами.
Представление полученных данных в виде графика в порядке их поступления в ходе технологического процесса в виде временного ряда позволяет оценить изменения, которые происходили на этот период. Таким образом, график отражает динамику процесса.
Разброс показателей качества в пределах считается допустимым. Такой разброс вызван случайными отклонениями показателей (качества исходных материалов или деталей, а также условий производства), и называется неизбежным разбросом (рассеянием) показателей качества. Неизбежный разброс показателей качества и не требует вмешательства в ход процесса.
Если же на графике часть точек выходит за пределы верхней или нижней контрольной границы, это значит, что показатели качества испытывают разброс, выходящий за пределы контрольных нормативов. Такой разброс называется устранимым разбросом (рассеиванием) показателей качества. Как только на контрольной карте появляется одна или несколько точек на графике, выходящих за пределы контрольного диапазона, необходимо немедленно принять все меры для выявления и устранения причины отклонения.
Эта карта составляется в следующем порядке.
В современном менеджменте одним из эффективных инструментов анализа причинно-следственных зависимостей признан метод построения диаграмм Исикавы.
Диаграмма Исикавы («рыбий скелет») ‒ графический способ исследования и определения наиболее существенных причинно-следственных взаимосвязей между факторами и последствиями в исследуемой ситуации или проблеме. Диаграмма названа в честь одного из крупнейших японских теоретиков менеджмента профессора Каору Исикавы, который предложил её в 1952 году (по другим данным ‒ в 1943 году), как дополнение к существующим методикам логического анализа и улучшения качества процессов в промышленности Японии (на примере фирмы «Тойота
Такая диаграмма позволяет выявить ключевые взаимосвязи между различными факторами и более точно понять исследуемый процесс. Диаграмма способствует определению главных факторов, оказывающих наиболее значительное влияние на развитие рассматриваемой проблемы, а также предупреждению или устранению действия данных факторов. Данный инструмент используют совместно с методом «мозгового штурма», т.к. он позволяет быстро отсортировать по ключевым категориям причины проблем, найденных с помощью «мозгового штурма».
Указанный метод позволяет определить связь контролируемых параметров (качество, стоимость, длительность, производительность) с неограниченным количеством причинных факторов. Однако, причинно-следственные диаграммы Исикавы не отражают значимость тех или иных групп факторов. В связи с этим, их целесообразно совмещать с диаграммами Парето, устанавливающими приоритеты факторов в зависимости от степени их влияния на исследуемый результат.
Обобщенный метод построения причинно-следственных диаграмм, основанный на диаграммах Исикавы и Парето, может быть использован в качестве инструмента для анализа и последующей оценки самых разнообразных процессов. Основные этапы этого метода не зависят от сферы его применения и включают следующую последовательность действий:
1. формулирование всех факторов и причин, влияющих на исследуемый результат;
2. группирование факторов по смысловым и причинно-следственным категориям;
3. ранжирование факторов внутри каждой категории;
4. построение диаграммы Исикавы;
5. отбрасывание факторов, управление которыми невозможно или сильно затруднено;
6. игнорирование малозначащих и непринципиальных факторов;
7. корректировка диаграммы с учетом п.4-6;
8. определение доли влияния каждой категории факторов;
10. построение кумулятивной линии, наглядно показывающей вес каждой категории в общей массе факторов;
11. анализ полученных диаграмм.
Таким образом, внедрение методов построения диаграмм Исикавы и Парето, позволит осуществлять глубокий анализ причин отклонений от установленных требований и рационально использовать ресурсы при устранении или снижения влияния этих факторов.
Любой процессе и система подвержены влиянию большого числа самых разнообразных факторов. Они образуют целую систему причин вариабельности. Причины вариабельности принято классифицировать по следующим пяти категориям:
Исполнители (люди). Причины, связанные с человеком включают в себя факторы, обусловленные состоянием и возможностями человека. Например, это квалификация человека, его физическое состояние, опыт и пр.
Оборудование. Причины, связанные с механизмами – это все факторы, которые обусловлены оборудованием, машинами, приспособлениями, используемыми при выполнении действий. Например, состояние инструмента, состояние приспособлений и т.п.
Материал. Причины, связанные с материалом – это все факторы, которые определяют свойства материала в процессе выполнения работы. Например, теплопроводность материала, вязкость или твердость материала.
Методы. Причины, связанные с методом работы заключают в себе то, каким образом, выполняется работа, а также все, что связано с производительностью и точностью выполняемых операций процесса или действий.
Измерения. Причины, связанные с измерением – это все факторы, влияющие на достоверное распознавание ошибки выполнения измерений и контроля.
Рис. 5. Общая структура диаграммы Исикавы
1. Изучаемая проблема записывается с правой стороны в середине чистого листа бумаги и заключается в рамку, к которой слева подходит основная горизонтальная стрелка ‒ «хребет».
2. Наносятся главные причины (причины уровня 1), влияющие на проблему, ‒ «большие кости». Они заключаются в рамки и соединяются наклонными стрелками с «хребтом».
3. Далее наносятся вторичные причины (причины уровня 2), которые влияют на главные причины («большие кости»), а те, в свою очередь, являются следствием вторичных причин. Вторичные причины записываются и располагаются в виде «средних костей», примыкающих к «большим». Причины уровня 3, которые влияют на причины уровня 2, располагаются в виде «мелких костей», примыкающих к «средним», и т. д. (Если на диаграмме приведены не все причины, то одна стрелка оставляется пустой).
4. При анализе должны выявляться и фиксироваться все факторы, даже те, которые кажутся незначительными, так как цель схемы ‒ отыскать наиболее правильный путь и эффективный способ решения проблемы.
5. Причины (факторы) оцениваются и ранжируются по их значимости, выделяя особо важные, которые предположительно оказывают наибольшее влияние на показатель качества.
6. В диаграмму вносится вся необходимая информация: ее название; наименование изделия; имена участников; дата и т. д.
Правильное понимание причин вариабельности процессов важно для деятельности по улучшению качества.
Графическое представление основных уровней категории причинности, стимулирует исследование потенциальных и реальных причин, тем самым облегчает дальнейшее исследование специфических причин процесса.
На рис. 6 представлена диаграмма Исикавы для анализа факторов, влияющих на качество медицинских услуг.
Рис. 6. Факторы, влияющие на качество медицинских услуг
На рис. 7 показана диаграмма влияния факторов на состояние здоровья студентов, а на рис. 8 гистограмма Парето значимости этих факторов.
Рис. 7. Диаграмма влияния факторов на состояние здоровья студентов
Рис. 8. Гистограмма значимости факторов, влияющих на здоровье
Диаграмма Исикавы представляет собой один из семи простых При помощи использования этого метода можно найти узкие места в производственном процессе, определить их причины и следствия.
Из истории
К. Исикава являлся японским исследователем в области качества. В середине ХХ века он занялся методами управления качества и их активным внедрением на японские предприятия.
Им был предложен новый графический метод управления качеством, названный причинно-следственной диаграммой или диаграммой Исикавы, который также называют "рыбьей костью" или "рыбьим скелетом".
Данный метод, относящийся в ряду простых инструментов обеспечения качества, знают в Японии все - от школьника до президента фирмы.
Первоначально Исикава ввел для своей диаграммы правило "шести М" (все слова на английском языке, которые обуславливают производственные причины, приводящие к различным результатам, начинаются на букву "М"): люди (man), материал (material), оборудование (machine), метод (method), менеджмент (management), измерение (measurement).
Сегодня причинно-следственная диаграмма Исикавы используется не только для анализа качества, но и в иных областях, в связи с чем причины первого порядка могут быть уже иными.
Использование метода
Данный метод может использоваться для выявления причин появления каких-либо проблем, с целью осуществления анализа бизнес-процессов на предприятии, при необходимости проведения оценки соотношения связей "причины-следствие". Как правило, диаграмма Исикавы рождается при командном обсуждении какой-либо проблемы, проведенного методом "мозгового штурма".
Классификация причин, образующих "скелет" диаграммы
Диаграмма Исикавы состоит из центральной вертикальной стрелки, которая собственно и представляет следствие, и подходящих к ней крупных "ребер", которые называют причинами первого порядка. К этим "ребрам" подходят стрелки поменьше, называемые причинами второго порядка, к ним - еще более мелкие - причины третьего порядка. Такое "ветвление" может осуществляться очень долго, вплоть до причин n-го порядка.
Применение метода мозгового штурма при построении диаграммы
Для того чтобы построить диаграмму Исикавы, необходимо вначале обсудить с коллективом существующую проблему и какие наиболее важные факторы на нее влияют.
Метод мозгового штурма или мозговой атаки предполагает, что в обсуждении участвуют не только работники определенного предприятия, но могут принимать участие и иные лица, поскольку они имеют "незамыленный глаз" и подходят к решению проблемы с неожиданной стороны.
Если в ходе первого этапа обсуждения не удается достичь консенсуса по поводу причин, вызывающих определенное следствие, то проводится столько этапов, сколько понадобится для выявления основных факторов.
В процессе обсуждения никакие идеи не отбрасываются, все они тщательно фиксируются и обрабатываются.
Порядок построения
Построение диаграммы Исикавы включает в себя несколько этапов. Первый - правильная формулировка проблемы:
- Она записывается в центре по вертикали листа и с выравниванием по правому краю по горизонтали. Как правило, надпись заключают в прямоугольник.
- К проблеме-следствию подводят причины первого порядка, которые также преимущественно помещают в прямоугольники.
- К причинам первого порядка подводят стрелками причины второго порядка, к которым, в свою очередь, подводят причины третьего порядка и так до того порядка, который был определен в ходе мозгового штурма.
Как правило, диаграмма должна иметь название, дату составления, объект исследования. Для того чтобы определить какие причины относятся к первому порядку, а какие - ко второму и т. д. необходимо осуществлять их ранжирование, которое может проводиться в ходе мозговой атаки или с помощью математического аппарата.
Анализ причин брака изделия
Рассмотрим диаграмму Исикавы на примере анализа причин брака изделия.
В данном случае в качестве следствия (проблемы) выступает производственный брак.
При проведении мозгового штурма были определены различные причины, влияющие на брак изделия. В результате достижения консенсуса участниками проведения мозговой атаки все причины были ранжированы, отброшены малозначительные и оставлены наиболее важные факторы.
К причинам первого порядка были отнесены материалы, оборудование, комплектующие, труд, условия труда и технология.
На них непосредственное влияние оказывают причины второго порядка: примеси, влажность, доставка, точность, контроль, хранение, воздушная среда, рабочее место, культура производства, возраст станка, обслуживание, дисциплина, квалификация, опыт, инструмент, средства измерения, технологическая дисциплина, документация, оснастка (ее наличие).
На причины второго порядка влияют причины третьего порядка, к которым отнесли температуру, влажность хранения, приемку при контроле, освещенность и шум на рабочем месте, качество оснастки.
Все эти причины разнесены по соответствующим местам и построена диаграмма Исикавы. Пример приведен на рисунке. При этом нужно понимать, что причины другой группой могут быть выделены иные.
Основной вопрос при построении диаграммы
Любая диаграмма Исикавы при ее анализе должна сопровождаться вопросом "Почему?". Сначала задаем этот вопрос по отношению к проблеме: "Почему возникла данная проблема?" Отвечая на этот вопрос, можно выявить причины первого порядка. Далее, задаем вопрос "Почему?" по отношению к каждой из причин первого порядка и, таким образом, выявляем причины второго порядка и т. д. Также обычно не выделяют, но по отношению к причинам третьего порядка и далее правильнее уже задавать вопрос не "Почему?", а "Что?" или "Что именно?"
Научившись отвечать на эти вопросы по приведенным примерам диаграммы Исикавы, вы научитесь ее строить самостоятельно.
Рассмотрение проблемы "Разброс в деталях"
Рассмотрим диаграммы Исикавы на примере предприятия.
Промышленное предприятие, занимающееся выпуском каких-либо деталей, зачастую сталкивается с проблемой разброса размеров деталей.
Для разрешения этой проблемы необходимо собрать технологов, рабочих, поставщиков, менеджеров, инженеров, можно пригласить иных лиц, которые будут способствовать нахождению подходов, которые не предусматриваются специалистами своего дела.
При хорошо проведенном анализе мало выявить только факторы, вызывающие возникновение проблемы, их необходимо правильно проранжировать. Это может осуществляться в процессе мозгового штурма, после того, как закончен процесс определения причин. Каждый член группы должен проставить оценки значимости отдельных причин со своей точки зрения, после чего будет определена общая значимость причин.
В представленной диаграмме Исикавы на примере предприятия были выделены следующие причины первого порядка: рабочие, материалы, технология, станок, измерения, среда и менеджмент.
На рисунке показаны причины второго и третьего порядков. Задавая вопросы "Почему?" и "Что?" можно дойти до первопричины, которая породила проблему.
Членами группы было определено, что наиболее значимыми показателями, влияющими на разброс деталей, являются период измерений и точность приборов.
Таким образом, значимость не зависит от того, к какому порядку относится данная причина.
Достоинства и недостатки метода: продолжение исследований
Основные достоинства применяемого метода:
- раскрытие творческого потенциала;
- нахождение взаимозависимостей между причинами и следствием, определение значимости причин.
Основные недостатки при применении данного инструмента:
- отсутствует возможность проверки диаграммы в обратном порядке;
- диаграмму можно значительно усложнить, что затруднит ее восприятие и возможность логического построения выводов.
В связи с этим анализ причин и следствий необходимо продолжать с использованием и других методик, прежде всего, таких как пирамида А. Маслоу, диаграмма Парето, метод стратификации, контрольных карт и других. При простом решении может оказаться достаточным проведение анализа с использованием причинно-следственной диаграммы.
В заключение
Диаграмма Исикавы может быть использована, прежде всего, при управлении качеством продукции. Помимо этого, она может применяться при проектировании новых товаров, модернизации производственных процессов и в других случаях. Она может строиться и одним человеком, и группой лиц по предварительному обсуждению. В результате использования данного инструмента в своей деятельности предприятие получает возможность в достаточно простой форме систематизировать причины рассматриваемой проблемы-следствия, при этом провести отбор наиболее важных и выделить среди них приоритетные путем ранжирования.
Цель работы : построение причинно-следственной диаграммы Каору Исикавы для конкретной продукции или услуги.
Теоретическая часть
Причинно-следственная диаграмма (Cause and effect diagram) применяется, как правило, при анализе дефектов, приводящих к наибольшим потерям.
Она позволяет выявить причины таких дефектов и сосредоточиться на устранении этих причин. При этом анализируются четыре основных причинных фактора: человек, машина (оборудование), материал и метод работ.
При анализе факторов выявляются вторичные, а может быть и третичные причины, приводящие к дефектам и подлежащие устранению. Поэтому для анализа дефектов и построения диаграммы необходимо определить максимальное число причин, которые могут иметь отношение к допущенным дефектам.
Она состоит из показателя качества, характеризующего результат и факторных показателей (рис.1).
Рис.1. Структура диаграммы причин и результатов
Такую диаграмму в виде «рыбьего скелета» предложил японский ученый К. Исикава. Ее называют также «ветвистой схемой характерных факторов», а иногда диаграммой «четыре М» - по составу четырех основных факторов: Man, Method, Material, Machine. Диаграмма выявляет отношение между показателями и воздействующими на них факторами. Сначала формулируется проблема или дефект качества. Это «голова рыбы». Четыре основных фактора анализа – это «большие кости скелета». Для каждого фактора на диаграмму наносят вероятные причины дефектов – это «ребра», т.е. «средние» и «мелкие кости рыбьего скелета» (рис.2).
 |
Рис.2. Диаграмма Исикавы.
Построение диаграмм включает следующие этапы:
Этап 1. Определяется показатель качества, т.е. тот результат, которого нужно достичь.
Этап 2. Выбранный показатель качества помещается в середине правого края чистого листа бумаги. Слева направо проводится прямая линия («хребет»), а показатель заключается в прямоугольник. Далее пишутся главные причины, которые влияют на показатель качества. Они заключаются в прямоугольники и соединяются с «хребтом» стрелками в виде «больших костей хребта» (главных причин).
Этап 3. Пишутся (вторичные) причины, влияющие на главные причины («большие кости»). Они располагаются в виде «средних костей», примыкающих к «большим». Записываются причины третичного порядка, которые влияют на вторичные причины. Их располагают в виде «мелких костей», примыкающих к «средним».
Этап 4. Причины (факторы) ранжируются по их значимости, используя для этого диаграмму Парето. Выделяются особо важные причины, которые предположительно оказывают наибольшее влияние на показатель качества.
Этап 5. На диаграмму наносится вся необходимая информация: название; наименование изделия, процесса или группы процессов; имена участников процесса; дата и т.д.
Принцип построения диаграммы показан на рис. 3.
 |
Рис. 3. Принцип построения диаграммы Исикавы.
При структурировании схемы на уровне первичных стрелок факторов во многих реальных ситуациях можно воспользоваться предложенным самим Исикавой правилом «пяти М». Оно состоит в том, что в общем случае существуют следующие пять возможных причин тех или иных результатов: материалы, машины, технология (методы), измерения, люди. Все эти слова по-английски начинаются с буквы «М»: Material, Machine, Method, Measurement, Man, откуда и пошло название данного правила. На рис. 4 показан результат определения группой из 5 человек относительной значимости факторов, вызывающих несоответствие стандарту качества динамика акустической колонки.
Рис.5. Причинно-следственная диаграмма для выявления причин неудовлетворенности потребителя.
В качестве примеров на рис. 6 и 7 приведены диаграммы Исикавы для контроля качества продукции и качества подготовки специалистов.
 |
Рис. 6. Факторы, влияющие на качество продукции.
Причинно-следственная диаграмма (схема Исикавы) позволяет разделить проблему, требующую своего решения, на отдельные фрагменты, выявить и сгруппировать условия и факторы, влияющие на проблему, и провести причинно-следственный анализ. Цель построения диаграммы - соотнести причины с результатами (следствиями).
Применительно к задачам статистического управления процессами причинно-следственная диаграмма - это простое средство для индивидуального или группового решения проблем, используя графическое описание различных элементов процесса для анализа потенциальных источников изменчивости.
На диаграмме изучаемая проблема условно изображается в виде прямой горизонтальной стрелки, факторы и условия, которые прямо или косвенно влияют на проблему, - наклонными стрелками, а причины, влияющие на эти факторы (причины второго и последующих порядков), - короткими горизонтальными стрелками. При построении диаграммы следует учитывать даже кажущиеся незначительными факторы, поскольку на практике довольно часто встречаются случаи, когда решение проблемы обеспечивается устранением нескольких, на первый взгляд, несущественных причин.
При построении причинно-следственной диаграммы применительно к процессу производства продукции необходимо учитывать факторы, влияющие на качество продукции, - комплектующие изделия и материалы, производственное оборудование, методы осуществления технологических операций, условия труда, производственный персонал, контрольно-измерительное оборудование и т.д.
Обычно подробно детализированная диаграмма имеет форму рыбьего скелета, поэтому ее называют «рыбьей костью» или «рыбьим скелетом».
Следует отметить, что сложные причинно-следственные диаграммы целесообразно анализировать с помощью метода стратификации, т.е. с помощью расслоения диаграммы по различным факторам и условиям.
Диаграмма Парето
Диаграмма Парето основана на принципе Парето, согласно которому из-за небольшого числа (-20%) причин или источников изменчивости процессов зачастую возникает большинство (-80%) последствий. Поэтому на практике усилия по решению проблем следует концентрировать на главных источниках изменчивости, временно игнорируя «второстепенное большинство».
Диаграмма Парето строится в прямоугольной системе координат. По оси абсцисс откладывают равные отрезки, соответствующие выявленным причинам, а по оси ординат - величину их вклада в решаемую проблему. В результате получается диаграмма в виде столбикового графика, высота столбиков которого уменьшается слева направо. Для показа накопленного влияния причин последовательно суммируют высоту всех столбиков и получают ломаную кумулятивную кривую (кривую Парето). Показывая в понятной и наглядной форме относительное влияние каждой причины на решаемую проблему, диаграмма Парето позволяет выявить те причины, от которых в первую очередь зависит решение проблемы и на устранение которых следует направлять усилия прежде всего.
По существу, диаграмма Парето - простой графический метод, предусматривающий ранжирование всех потенциальных источников изменчивости или причин в соответствии с их вкладом в стоимость решения проблемы или в изменчивость процесса.
В условиях производства диаграмму Парето часто используют для анализа причин брака, поскольку она позволяет в удобной форме представить уровень брака в зависимости от причин появления брака. При построении диаграммы Парето важно, чтобы вклад группы «прочие причины» был незначительным. В противном случае необходимо собрать дополнительный статистический материал по каждой причине появления брака и уточнить ранжирование причин брака.
Следует отметить, что диаграмма Парето является не только эффективным средством решения проблемы, но и позволяет наглядно демонстрировать эффективность мероприятий, предпринимаемых для решения проблемы. Для этого достаточно визуально сравнить диаграммы Парето, построенные до и после проведения соответствующих мероприятий. В ряде случаев для проведения анализа возможных причин, приводящих к каким-то следствиям, оказывается целесообразным диаграмму Парето применять совместно с причинно-следственной диаграммой.
Контрольные карты
Одним из наиболее эффективных методов контроля за состоянием процесса во времени является метод, основанный на построении и анализе контрольных карт. В отличие от рассмотренных выше методов контрольные карты позволяют воздействовать на процесс до того, как он выйдет из-под контроля, и тем самым предупреждать отклонения процесса от предъявляемых к нему требований.
Контрольная карта - это карта, на которой для наглядности отображения состояния процесса отмечают значения соответствующей выборочной характеристики смежных выборок во временной последовательности. В качестве выборочной характеристики (статистики) могут использоваться индивидуальные значения какого-либо параметра продукции, среднее арифметическое значение, медиана, среднее квадратическое (стандартное) отклонение, размах, доля или число несоответствующих единиц продукции, число несоответствий и др. По существу, контрольная карта представляет собой графическое отображение состояния процесса, его уровня и изменчивости.
Контрольные карты строят в произвольном масштабе на листе бумаги или экране дисплея компьютера. По оси абсцисс откладывают моменты взятия выборок или их текущие номера, а по оси ординат - реализации выборочной характеристики. Для наглядности точки значений выборочной характеристики, соответствующие двум последовательным выборкам, соединяют отрезками прямых линий и получают линейный график, показывающий динамику поведения процесса.
В качестве ориентира на контрольной карте проводится центральная линия (ЦЛ) - прямая, параллельная оси абсцисс и определяющая среднее процесса. Ее расстояние от оси абсцисс соответствует заданному в нормативной или технической документации номинальному значению контролируемого параметра, например, центру поля допуска, математическому ожиданию значений выборочной характеристики, значению параметра, полученному в ходе предварительного исследования процесса, находящегося в статистически управляемом состоянии, или же оценочному значению, прогнозируемому по результатам изучения предыстории процесса.
Параллельно ЦЛ на контрольной карте наносятся две линии – верхняя (ВКГ) и нижняя (НКГ) контрольные границы, называемые иногда границами регулирования. По существу, контрольные границы, указывающие момент разладки процесса, ограничивают диапазон неизбежного разброса значений выборочной характеристики, т.е. разброса, обусловленного неустранимыми в настоящее время обычными причинами, и позволяют судить, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии или он подвергнут влиянию особых причин.
Кроме того, на контрольную карту в ряде случаев наносятся еще две дополнительные линии - верхняя (ВПГ) и нижняя (НПГ) предупреждающие границы, которые располагаются ближе друг к другу, чем ВКГ и НКГ.
Если значениям выборочной характеристики присуще одностороннее отклонение от ЦЛ, то используют контрольные карты с односторонними (верхними или нижними) границами.
По существу, целью применения контрольных карт является не обеспечение совершенного управляемого состояния процесса, а достижение разумного и экономичного статистически управляемого состояния процесса.
С помощью контрольных карт изучают возможности производственных процессов, производят оценку их управляемости и воспроизводимости и осуществляют оперативное управление технологическими процессами серийного и массового производства продукции. Они находят применение для:
Анализа точности и стабильности технологических процессов;
Выявления производственных факторов, дестабилизирующих производственные процессы;
Слежения за состоянием технологических процессов и своевременной их корректировки (регулировки);
Осуществления приемки продукции, гарантирующей, что фактически уровень несоответствий продукции не превышает установленный нормативный уровень;
Обнаружения потери управляемости процесса в режиме реального времени.
контрольные карты подразделяются на три основных вида:
Контрольные карты Шухарта, с помощью которых, как правило, оценивают только, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии;
Приемочные контрольные карты, которые позволяют одновременно осуществлять как слежение за процессом и его регулирование, так и приемку продукции, гарантирующую, что фактически уровень несоответствий данной продукции не превышает установленный нормативный уровень несоответствий;
Адаптивные контрольные карты, с помощью которых регулируют процесс посредством планирования его тренда и проведения упреждающей корректировки на основании прогнозов.
По типу используемых выборочных данных контрольные карты подразделяются на два класса:
Контрольные карты для количественных данных;
Контрольные карты для альтернативных данных.
В свою очередь контрольные карты для количественных данных подразделяются на карты:
Средних и размахов ( - и R - карты);
Средних и стандартных отклонений ( - и S -карты);
Медиан и размахов (М е - и R - карты);
Индивидуальных значений и скользящих размахов (Х - и МR - карты).
Причем карты средних и медиан являются контрольными картами расположения и позволяют оценить, произошел ли сдвиг в уровне процесса. Карты размахов и стандартных отклонений рассматриваются как контрольные карты рассеяния (разброса) и дают возможность производить оценку изменчивости процесса.
Контрольные карты для альтернативных данных подразделяются на карты:
Доли несоответствующих единиц продукции (р -карта);
Числа несоответствующих единиц продукции в выборке (пр - карта);
Числа несоответствий в выборке (с -карта);
Числа несоответствий, приходящихся на единицу продукции (u -карта).