Celem kart kontrolnych jest porównanie bieżącego stanu procesu ze zmiennością własną procesu, a nie tylko ze specyfikacjami, odróżnienie tego co losowe w procesie, od tego co jest specjalne i jak najszybsze wykrycie nienaturalnych zmienności procesu. Błędna interpretacja zmienności powoduje że karta staje się narzędziem nieprzydatnym do sterowania procesem, a jej stosowanie „wymuszone” jest często przez wymagania normy czy klienta. W poniższym artykule chciałbym przedstawić kilka uwag dotyczących przyczyn tego problemu oraz propozycji działań, których celem byłoby przywrócenie kartom kontrolnym SPC ich podstawowych funkcji.
Typy zmienności
Walter Shewhart, twórca metody SPC określił następujące typy zmienności:
Zmienności losowe, przypadkowe są rezultatem przyczyn losowych – są to czynniki stale obecne w obserwowanym procesie, występujące zwykle w dużej liczbie i prowadzące do zmienności, które nie musza być koniecznie zidentyfikowane. Każdy z tych czynników ma względnie małe znaczenie i mały wpływ na obserwowaną zmienność losową.
Rysunek 1. Zmienność własna (losowa)
Zmienności specjalne są rezultatem działania przyczyn specjalnych zwanych też przyczynami wyznaczalnymi. Przyczyna specjalna, to czynnik, który może być wykryty i zidentyfikowany jako powodujący zmiany właściwości jakościowej lub zmiany poziomu procesu (np. zmiana właściwości materiału, zużyte narzędzie, maszyna, temperatura, błędy pomiarowe, błędy operatora...).
Rysunek 2. Zmienności specjalne
Podstawowe przyczyny niestabilności procesu dotyczą przede wszystkim zmienności ze strony materiału, narzędzia, maszyny. Od czasu opracowania kart kontrolnych przez Waltera Shewharta w 1924 roku nastapił ogromny postęp technologiczny. Produkowane są coraz nowocześniejsze maszyny sterowane numerycznie, które pozwalają kontrolować parametry maszyny czy narzędzia, ponadto wbudowane mają pomiary aktywne, które automatycznie bez udziału operatora korygują proces. Producenci materiałów produkują materiały o stabilnych parametrach poprzez wprowadzanie m. in. systemów zarządzania jakością.
Producenci narzędzi dzięki wprowadzeniu coraz lepszych materiałów, maszyn czy technologii potrafią wyprodukować narzędzia o doskonałych parametrach obróbczych.
Interpretacja zmienności
Te wszystkie czynniki powoduja, że przyczyny niestabilności procesu, które od wielu dziesięcioleci interpretowane były jako wpływ ze strony zużywającego się narzędzia lub zmiany właściwości materiału, występują coraz rzadziej. Te tak zwane „książkowe” przebiegi procesu, które możemy znaleźć np. w normie PN-ISO 8258 w wielu procesach praktycznie nie występują. Operatorzy procesu mają duże problemy w interpretacji obserwowanych zmienności. W przypadku błędnej interpretacji wystepującej zmienności można popełnić dwa rodzaje błędów:
Błąd a - występuje w przypadku, gdy wprowadzimy korekty procesu będącego w stanie statystycznej stabilności tzn. występują tylko zmienności losowe. Skutkiem takiego działania będzie przeregulowanie procesu, a w konsekwencji produkcja wyrobów niezgodnych i konieczność ponownej regulacji procesu.
Błąd b - wystepuje w przypadku, gdy nie wprowadzimy korekty procesu będącego w stanie statystycznej niestabilności tzn. występują zmienności specjalne, które spowodowały rozregulowanie procesu. Skutkiem zaniechania działań będzie produkcja wyrobów niezgodnych.
Skutki błędnych decyzji są na tyle poważne, że nie możemy pozostawić operatorów samych z tym problemem. Tak jak zostało to już wcześniej wspomniane, zmienności ze strony narzędzi czy materiału wystepują coraz rzadziej, zaczynają dominować zmienności ze strony maszyny, których regulacja praktycznie jest poza zakresem możliwości operatora. Jeżeli dokonana zostanie korekta procesu w wyniku zmienności maszyny skutkiem będzie wystąpienie błędu a, tzn. przeregulowanie procesu i zwiększenie jego zmienności lub destabilizacji. W przypadku takich błędów konieczne są działania serwisowe, a rola operatora sprowadza się do zatrzymania procesu i poinformowania o problemie.
Aby utrzymać proces w stanie statystycznie stabilnym konieczna jest doskonała wiedza o procesie i o wszystkich czynnikach wpływających na proces ze strony materiału, maszyny, narzedzia, pomiarówki, otoczenia, operatora. Tę wiedzę o naszym procesie musimy zdobyć sami, korzystając m. in. z najlepszego obecnie narzędzia do analizy procesu jakim jest analiza FMEA. Potrzebujemy również wiedzy do modelowania zmienności procesu i podejmowania na tej podstawie:
– Decyzji diagnostycznych(JAK JEST? vs. JAK BYŁO?)
– Decyzji predykcyjnych (JAK BĘDZIE?)
Karty kontrolne pokazują kiedy są podstawy do tego by podejrzewać, że proces wyszedł spod kontroli (jest niestabilny). Stwierdzenie przyczyn takiego stanu wymaga zastosowania innych dodatkowych narzędzi rozwiązywania problemów.
Praktyczną wiedzę na temat interpretacji zmienności procesu i podejmowania na tej podstawie decyzji realizuję na szkoleniach:
CERTYFIKOWANY SPECJALISTA DS. JAKOŚCI ZJAZD I
STATYSTYCZNE STEROWANIE PROCESEM SPC Z ANALIZĄ SYSTEMÓW POMIAROWYCH MSA
STATYSTYCZNE STEROWANIE PROCESEM SPC - SZKOLENIE PODSTAWOWE
