Контрольные карты. Основные разновидности. Классификация контрольных карт Шухарта. Особенности построения и анализа.

Одним из основных инструментов в обширном арсенале статистических методов контроля качества являются контрольные карты. Принято считать, что идея контрольной карты принадлежит известному американскому статистику Уолтеру Л. Шухарту. Она была высказана в 1924 г. и обстоятельно описана в 1931 г. Первоначально они использовались для регистрации результатов измерений требуемых свойств продукции. Выход параметра за границы поля допуска свидетельствовал о необходимости остановки производства и проведении корректировки процесса в соответствии со знаниями специалиста, управляющего производством.

Это давало информацию о том, когда, кто, на каком оборудовании получал брак в прошлом. Однако, в этом случае решение о корректировке принималось тогда, когда брак уже был получен. Поэтому важно было найти процедуру, которая бы накапливала информа-цию не только для ретроспективного исс-ледования, но и для использования при принятии решений. Это предложение опубли-ковал американский статистик И. Пейдж в 1954 г. Карты, которые используются при принятии решений называются кумуля-тивными. Контрольная карта состоит из центральной линии, двух контрольных пре-делов (над и под центральной линией) и значений характеристики (показателя качества), нанесенных на карту для представления состояния процесса.

В определенные периоды времени отбирают (все подряд; выборочно; периодически из непрерывного потока и т. д.) n изготовленных изделий и измеряют контролируемый параметр. Результаты измерений наносят на контрольную карту, и в зависимости от этого значения принимают решение о корректировке процесса или о продолжении процесса без корректировок. Сигналом о возможной разладке технологического процесса могут служить:

* выход точки за контрольные пределы (точка 6); (процесс вышел из-под контроля)

* расположение группы последовательных точек около одной контрольной границы, но не выход за нее (11, 12, 13, 14), что свидетельствует о нарушении уровня настройки оборудования

* сильное рассеяние точек (15, 16, 17, 18, 19, 20) на контрольной карте относительно средней линии, что свидетельствует о снижении точности технологического процесса

При наличии сигнала о нарушении производственного процесса должна быть выявлена и устранена причина нарушения. Таким образом, контрольные карты используются для выявления определенной причины, но не случайной. Под определенной (неслучайной) причиной следует понимать существование факторов, которые допускают изучение и могут быть устранены при настройке процесса. Вариация же, обусловленная случайными причинами необходима, она неизбежно встречается в любом процессе, даже если технологическая операция проводится с использованием стандартных методов и сырья. Исключение случайных (неустранимых) причин вариации невозможно технически или экономически нецелесообразно.

Контролироваться должны естественные колебания между пределами контроля. Нужно убедиться, что выбран правильный тип контрольной карты для определенного типа данных. Данные должны быть взяты точно той последовательности, как они собраны, иначе они теряют смысл. Не следует вносить изменений в процесс в период сбора данных. Данные должны отражать, как процесс идет естественным образом. Контрольная карта может указать на наличие потенциальных проблем до того, как начнется выпуск дефектной продукции.

Существуют два основных типа контрольных карт:

Для контроля по непрерывному (качественному) признаку обычно строятся следующие контрольные карты:

X-карта (карта средних значений).На эту контрольную карту наносятся значения выборочных средних для того, чтобы контролировать отклонение от среднего значения непрерывной переменной (например, диаметров поршневых колец, прочности материала и т.д.).

карта(Me-карта) (карта медиан). Для контроля отклонений от среднего значения непрерывных переменных наносятся значения средние значения медиан.

R-карта. Для контроля за степенью изменчивости непрерывной величины в контрольной карте этого типа строятся значения размахов выборок.

S-карта. Для контроля за степенью изменчивости непрерывной переменной в контрольной карте данного типа рассматриваются значения выборочных стандартных отклонений.

Обычно контролируется изменение как среднего значения показателя качества, характеризующего уровень настройки процесса, так и технологического рассеивания: строятся двойные карты Шухарта, При этом уровень настройки процесса может оцениваться по средним значениям или медианам, а рассеивание — по стандартным отклонениям или размахам. В соответствии с этим чаще всего используются двойные карты следующих типов:

• карты средних значений и размахов ( X–R-карты);

• карты средних значений и стандартных отклонений (Х – s-карты);

• карты медиан и размахов (Me – R-карты).

Процесс считается стабильным, или статистически управляемым, если об этом свидетельствуют обе карты – и для среднего уровня, и для рассеяния. Возможные состояния процесса с этой точки зрения определяются по ГОСТ Р 50779.44-2001.

При контроле по качественных признакам (годен – негоден) возможны четыре вида контрольных карт:

· u - карта (число дефектов на единицу продукции)

· c - карта (число дефектов в выборке)

· p - карта (доля дефектных изделий в выборке)

· np - карта (число дефектных изделий в выборке)

При этом в первом и третьем случаях объем выборки является переменным, а во втором и четвертом - постоянным.

Целями применения контрольных карт могут быть: