Statystyczne sterowanie procesem SPC z analizą systemów pomiarowych MSA

1. Wprowadzenie.

• Znaczenie metod statystycznych, w szczególności SPC i MSA we współczesnych systemach zarządzania jakością i innych kulturach organizacyjnych generujących jakość (ISO 9001:2015, IATF 16949:2016, Six Sigma.
• Statystyczne narzędzia jakości – krótka charakterystyka, przeznaczenie, normy, przewodniki (IS0/TR 10017).

2. SPC. Zmienność. Podstawowa statystyczna analiza danych (statystyczny opis zmienności).

• Definicja procesu.
• Zmienność – redukcja zmienności to poprawa jakości.
• Przyczyny przypadkowe i szczególne zmienności, pojęcie procesu stabilnego (pod kontrolą) i rozregulowanego (poza kontrolą).
• Techniki rejestrowania i analizy zmienności – statystyczna analiza danych.
• Statystyczny opis zmienności – wyznaczanie i interpretacja parametrów opisowych (średnia, mediana, rozstęp, ruchomy rozstęp, odchylenie standardowe, skośność, kurtoza itd.), konstrukcja histogramu (dobór liczby przedziałów), rozkład empiryczny a rozkład teoretyczny, rozkład normalny.
• Przykłady, ćwiczenia.

3. SPC. Zdolność procesu/maszyny.

• Obliczanie i interpretacja współczynników zdolności procesu według strategii podstawowej (Cp, Cpk) oraz według ISO/TR 22514-4 (Cp, Cpk, Pp, Ppk).
• Krótka charakterystyka innych strategii oceny zdolności (AIAG, VDA). Obliczanie i interpretacja współczynników zdolności maszyny Cm, Cmk (ISO/TR 22514-3).
• Ocena zdolności procesu/maszyny w przypadku rozkładów innych od rozkładu normalnego – metoda percentylowa wraz z wykorzystaniem przybliżonej metody rachunkowej Clementsa (ISO/TR 22414-4).
• Zdolność procesu w przypadku oceny alternatywnej.
• Przykłady, ćwiczenia.

4. SPC. Karty przebiegu procesu, karty kontrolne jako narzędzia monitorowania i doskonalenia procesu.

• Karty przebiegu procesu a karty kontrolne.
• Karty kontrolne Shewharta.
• Ogólne zasady funkcjonowania kart kontrolnych Shewharta (trzysigmowość karty, metody konstrukcji karty, błędy wnioskowania, dostosowanie karty do procesu).
• Konstrukcja kart kontrolnych Shewarta dla cech mierzalnych (metoda stabilizacyjna tj. na podstawie wstępnych danych z procesu, metoda projektowa tj. na podstawie warunków jakościowych nakładanych na proces) – karta wartości średniej i rozstępu, karta wartości średniej i odchylenia standardowego, karta mediany i rozstępu, karta pojedynczych obserwacji i ruchomego rozstępu).
• Obliczanie współczynników zdolności procesu Cp, Cpk na podstawie kart kontrolnych dla cech mierzalnych.
• Zasady optymalnego doboru karty i jej wykorzystania: dobór liczności próbki, częstość próbkowania, metody próbkowania, kryteria identyfikacji rozregulowania procesu (zasady czytania kart kontrolnych) – sygnały, trendy, serie, „obklejanie” linii kontrolnych, „obklejanie” linii centralnej, periodyczność, rola i znaczenie linii ostrzegawczych, testy strefowe itp. – według PN-ISO 8258+AC1, PN-ISO 7870, itd.).
• Karty kontrolne w przypadku oceny atrybutowej: frakcji jednostek niezgodnych p, liczby jednostek niezgodnych np, liczby niezgodności c, liczby niezgodności na jednostkę u.
• Przykłady, ćwiczenia.

5. MSA. Podstawowa terminologia i definicje.

• Pomiar, błąd/niepewność pomiaru, system pomiarowy, proces pomiarowy.
• Zmienność w przypadku procesu pomiarowego od przyrządu pomiarowego (EV), od operatora (AV), od procesu tj. od części-do-części (PV), zmienność całkowita (TV).

6. MSA. Rozróżnialność, poprawność i precyzja.

• Objaśnienie pojęć.
• Rozróżnialność – dyskryminacja, błąd skali, rozróżnialność statystyczna (liczba rozróżnialnych kategorii ndc).
• Poprawność – błąd systematyczny, liniowość, stabilność.
• Precyzja – odtwarzalność, powtarzalność, interakcja.
• Krzywa operacyjno-charakterystyczna systemu pomiarowego.
• Kryteria oceny zdatności systemu pomiarowego do nadzorowania procesu/produktu.

7. MSA. Kwalifikacja systemu pomiarowego ze względu na poprawność.

• Metody ocena błędu systematycznego, liniowości, stabilności.
• Przykłady, ćwiczenia.

8. MSA. Kwalifikacja systemu pomiarowego ze względu na precyzję.

• Metody oceny powtarzalności i odtwarzalności: metoda rozstępu R metodą średniej i rozstępu ARM, metoda analizy wariancji (ANOVA) – możliwy/niemożliwy wielokrotny pomiar na jednej części.
• Zdolność systemów pomiarowych, wyznaczanie i interpretacja współczynników Cg, Cgk.
• Krótkie uwagi na temat budżetu niepewności.
• Przykłady, ćwiczenia.

9. MSA. Kwalifikacja w przypadku oceny alternatywnej (atrybutowej).

• Ocena zdatności systemów pomiarowych w przypadku oceny alternatywnej – kryteria.
• Metody kwalifikacji systemu pomiarowego: metoda krótka, metoda długa, metoda analityczna, metoda analizy sygnałów.
• Metoda długa (R&R dla atrybutów) – skuteczność (effectiveness), przeoczenie (miss), fałszywy alarm (false alarm).
• Zgodność ocen: operator/operator, operator/wzorzec – wyznaczanie i interpretacja współczynnika kappa Cohena.
• Przykłady, ćwiczenia.

10. Podsumowanie.
11. SPC, MSA w Internecie.

Ćwiczenia:

• Statystyczna analiza zbioru danych, wyznaczanie podstawowych parametrów opisowych, interpretacja wyników przeprowadzonych analiz (histogram, reguła trzech odchyleń standardowych).
• Weryfikacja normalności – graficzny test normalności, przeprowadzenie/interpretacja, inne prostsze sposoby identyfikacji rozkładu normalnego: kształt histogramu, parametry kształtu tj. skośność i kurtoza.
• Wyznaczanie empirycznej (na podstawie danych) i spodziewanej (na podstawie rozkładu teoretycznego) frakcji realizacji poza granicami/granicą specyfikacji.
• Obliczanie i interpretacji współczynników zdolności procesu Cp, Cpk – strategia podstawowa.
• Obliczanie i interpretacja współczynników zdolności procesu Cp, Cpk, Pp, Ppk – strategia według ISO/TR 22514-4.
• Obliczanie i interpretacji współczynników zdolności maszyny Cm, Cmk.
• Obliczanie i interpretacja współczynników zdolności w przypadku rozkładów innych od normalnego – metoda percentylowa.
• Konstrukcja kart kontrolnych wartości średniej i rozstępu oraz pojedynczych wartości i ruchomego rozstępu – metoda stabilizacyjna, metoda projektowa.
• Wyznaczanie współczynników zdolności Cp, Cpk na podstawie kart kontrolnych skonstruowanych metodą stabilizacyjną.
• Interpretacja zachowania się procesu ze względu na zmienność – „czytanie” kart kontrolnych (reguły wg ISO 7870 i inne).
• Konstrukcja i interpretacja kart kontrolnych według oceny alternatywnej: karty p, np, c, u.
• Wyznaczanie powtarzalności i odtwarzalności systemu pomiarowego metodą rozstępu R – kwalifikacja systemu pomiarowego do nadzorowania procesu/produktu.
• Wyznaczanie powtarzalności i odtwarzalności systemu pomiarowego metodą średniej i rozstępu ARM – kwalifikacja systemu pomiarowego do nadzorowania procesu/produktu.
• Interpretacja wyników oceny powtarzalności i odtwarzalności metodą analizy wariancji ANOVA – kwalifikacja systemu pomiarowego do nadzorowania procesu/produktu.
• Porównanie metod ARM oraz ANOVA.
• Wyznaczanie i interpretacja współczynników zdolności systemu pomiarowego Cg, Cgk, ocena istotności statystycznej błędu systematycznego (bias).
• Ocena systemu pomiarowego w przypadku oceny alternatywnej – metoda długa, wyznaczenia i interpretacja skuteczności (zgodność własna operatorów, zgodność pomiędzy operatorami, zgodność ze wzorcem, fałszywe alarmy, omyłki).
• Wyznaczanie i interpretacja współczynnika kappa Cohena.

Celem metod SPC jest przede wszystkim zapobieganie niezgodnościom poprzez odpowiednio wczesne wykrywanie destabilizacji procesu i przywracanie mu stanu stabilnego zanim powstanie niezgodność. Metodologia SPC nadaje się zarówno do monitorowania procesów produkcyjnych, jak i do nadzorowania procesów pomiarowych (np. dla kontroli jakości). Z sukcesem stosowana jest także dla procesów nieprodukcyjnych (np. usługowych). Podstawowym narzędziem SPC są karty kontrolne służące do graficznego śledzenia stabilności procesu na podstawie pobieranych okresowo mało licznych próbek. W ramach SPC ocenia się także zdolność procesu do spełniania stawianych mu wymagań. Do popularniejszych wskaźników zdolności procesu produkcyjnego należą: Cp, Cpk, Pp, Ppk; dla procesu (systemu) pomiarowego ich odpowiednikami są m.in. Cg, Cgk.

Cena szkolenia obejmuje:

• udział w szkoleniu,
• materiały w formie papierowej, segregator, notatnik, długopis,
• bezpłatny dostęp do elektronicznych materiałów szkoleniowych,
• certyfikat uczestnictwa w szkoleniu,
• możliwość bezpłatnych 3-miesięcznych konsultacji po szkoleniu,
• obiady, przerwy kawowe oraz słodki poczęstunek

Opis szkolenia – rozszerzenie

Szkolenie Statystyczne sterowanie procesem SPC z analizą systemów pomiarowych MSA porządkuje sposób pracy na danych w nadzorowaniu procesu i jakości. Uczestnicy uczą się, jak wykorzystywać SPC i MSA w praktyce, tak aby decyzje dotyczące procesu opierały się na rzetelnych pomiarach i właściwie dobranych narzędziach statystycznych. W programie mocno wybrzmiewa zależność: bez sprawdzonego systemu pomiarowego trudno wiarygodnie oceniać stabilność i zdolność procesu.

Istotnym elementem szkolenia jest praca ze zmiennością procesu oraz jej interpretacją w kontekście stabilności, rozregulowań i ryzyka powstawania niezgodności. Uczestnicy uczą się dobierać podejście do danych zarówno dla cech mierzalnych, jak i w przypadku kwalifikacji alternatywnej, a także właściwie odczytywać sygnały z kart kontrolnych. Dzięki temu łatwiej wcześniej wychwytywać sytuacje wymagające reakcji i planować działania w cyklu PDCA.

Równolegle omawiana jest analiza systemów pomiarowych MSA, w tym ocena rozróżnialności, poprawności i precyzji oraz kwalifikacja R&R w różnych wariantach. Uczestnicy uczą się rozpoznawać, kiedy problem leży w procesie, a kiedy w pomiarze, oraz jak interpretować wyniki MSA w odniesieniu do nadzorowania procesu i produktu. W praktyce przekłada się to na bardziej pewne wnioski z danych i lepsze decyzje dotyczące działań korygujących.

Zajęcia mają charakter warsztatowy, z około 65% udziałem ćwiczeń praktycznych, obejmujących analizę danych, budowę i interpretację kart kontrolnych, ocenę zdolności oraz kwalifikację systemów pomiarowych dla pomiarów liczbowych i alternatywnych. Taka forma pozwala przełożyć metody SPC i MSA na codzienną pracę w jakości, technologii i pomiarach, także w organizacjach pracujących w oparciu o ISO 9001 i wymagania branżowe.

Najczęściej zadawane pytaniaDla kogo przeznaczone jest to szkolenie?

Szkolenie skierowane jest do osób odpowiedzialnych za jakość, inżynierów jakości, technologów, analityków oraz osób nadzorujących systemy i procesy pomiarowe. Sprawdzi się także dla zespołów wdrażających i utrzymujących procedury SPC i MSA oraz osób pracujących z klientem i jakością dostawców. Program uwzględnia perspektywę produkcji, kontroli jakości i izb pomiarów.

Jak wygląda część praktyczna szkolenia?

Ćwiczenia obejmują statystyczną analizę danych, weryfikację rozkładu, wyznaczanie wskaźników zdolności oraz budowę i interpretację kart kontrolnych dla danych liczbowych i atrybutowych. W obszarze MSA uczestnicy wykonują kwalifikację poprawności i precyzji, w tym R&R metodami R, ARM i ANOVA oraz oceny dla danych alternatywnych. Praca opiera się na interpretacji wyników i wnioskowaniu pod kątem decyzji procesowych.

Co uczestnik potrafi po szkoleniu?

Po szkoleniu uczestnicy potrafią ocenić, kiedy i jakie narzędzia SPC i MSA mają zastosowanie, a także interpretować wyniki w sposób wspierający decyzje dotyczące procesu. Ułatwia to wcześniejsze wykrywanie rozregulowań, lepszą ocenę zdolności oraz poprawę wiarygodności danych pomiarowych. Efekty zależą od konsekwencji stosowania metod w organizacji.

Czy szkolenie jest odpowiednie dla osób bez mocnego przygotowania statystycznego?

Tak. Program prowadzi od podstaw związanych ze zmiennością i analizą danych do praktycznego stosowania narzędzi SPC i MSA. Duża część ćwiczeń pozwala utrwalić rachunek i interpretację oraz przełożyć je na realne sytuacje z procesu i pomiarów.