МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Навчально-науковий інститут економіки і менеджменту
Кафедра менеджменту організацій
/
Звіт з лабораторної роботи №5
з дисципліни «Операційний менеджмент»
на тему:
«СТАТИСТИЧНІ МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ПРОДУКЦІЇ»
Варіант 13
Львів-2024
Мета даної роботи – засвоїти призначення і методи статистичного регулювання технологічного процесу з допомогою контрольних карт. Ознайомитися з основними типами контрольних карт та сферами їх застосування. Навчитися будувати діаграму Парето.
В процесі виконання роботи студенти закріпляють також навички з експлуатації персональних електронних обчислювальних машин – ПЕОМ та побудови контрольних карт в середовищі програмного пакету STATISTICA.
Теоретичні положення
Методику побудови контрольних карт як складову методології статистичного управління процесами запропонував американський інженер Уолтер Ендрю Шугарт у 1929-1939 рр. у працях «Економічне управління якістю продуктів виробництва» (1931) та «Статистичний метод з погляду управління якістю» (1939)
У стані статистичного управління перебуває процес, на результат якого впливають лише випадкові (звичайні) причини варіації
Метою побудови контрольної карти є виявити точки виходу процесу зі контрольованого стану, щоб в подальшому встановити причини відхилення і їх усунути.
Контрольні межі на контрольній карті та межі допуску при проектуванні виробу - це різні характеристики. Контрольні межі визначаються на основі статистичних даних процесу і використовуються для визначення, чи є процес стабільним. Межі допуску встановлюються конструкторами і визначають допустимий діапазон варіацій для певної характеристики продукції.
Коли контрольна карта сигналізує про те, що процес вийшов зі стану стабільності, персонал може вжити таких заходів для регулювання процесу:
Персонал повинен провести детальне дослідження, щоб з'ясувати, чому процес став нестабільним.
Після виявлення причин нестабільності, персонал повинен вжити заходів для усунення цих причин та відновлення стабільності процесу.
У деяких випадках може бути доцільним тимчасово призупинити процес, доки не будуть виявлені та усунені причини нестабільності.
Підгрупа виробів або вибірка, взята з технічних або економічних причин, у середині якої відхилення можуть розглядатись як такі, які існують внаслідок невстановлених випадкових (або звичайних) причин, називається раціональною підгрупою.
Контрольні карти, які здебільшого застосовуються, щоб оцінити наявність стану статистичного контролю, називаються контрольними картами Шугарта.
Контрольні карти, які використовуються для того аби регулюванти технологічний процес за допомогою передбачення тенденцій його розвитку, називаються адаптивними контрольними картами.
Контрольні карти, призначені, щоб встановити відповідність виготовленої продукції існуючим вимогам, називаються картами приймального контролю
Контрольні карти для альтернативних змінних поділяються на такі види:
карта частки дефектів (p-карта) або карта кількості дефектних виробів (np-карта);
карта кількості дефектів на виріб (c-карта) або карта середньої кількості дефектів на одиницю (u-карта).
Діаграма Парето використовується в управлінні якістю для виявлення та візуалізації найбільш поширених причин дефектів або проблем, дозволяючи зосередити зусилля на їх усуненні та досягненні найбільшого покращення якості.
Діаграму Парето будують з метою виявлення найбільш значущих факторів, що впливають на певний процес або явище. Вона допомагає зосередити зусилля на вирішенні ключових проблем, які мають найбільший вплив, а не витрачати ресурси на незначні фактори.
Хід роботи
Частина 1
Щоб побудувати контрольні карти, доцільно буде використати модуль «Контрольні карти якості», з програмного пакету STATISTICA.
Спершу вводжу три останні цифри свого студентського квитка, щоб згенерувати 20 варіантів контрольованого розміру (див. рис. 1.) Далі копіюю з файлу Exel отриману вибірку і вставляю згенеровані дані у файл Якість26 системи STATISTICA. Результати 20 вибірок воджу послідовно, одну за одною. (див. рис. 2.)
/
Рис.1 Згенеровані дані
/Рис.1 Файл з початковими даними для побудови карти контролю якості
Запускаю модуль «Контрольні карти якості» через меню Statistics ( Industrial Statistics & Six Sigma ( Quality Control Charts. У вікні, що відкрилося, вибраю опцію у вкладці «Quick» X-bar & R chart for variables та натискаю кнопку «Ок».
В наступному діалоговому вікні ставлю відмітку біля опції «Input is raw data», вибраю змінну – «Контрольований розмір» (див. рис. 3.), натискаю кнопку «Variables», та встановлюю у комірці «Constant sample size» цифру 5 (тобто вказую скільки значень містить кожна вибірка). Тисну кнопку «Ок».
/
Рис.3. Діалогове вікно вибору змінних та обсягу окремих вибірок при побудові карти контролю якості
З’являється графік з необхідними контрольними картами: Х-картою і картою ковзаючих розмахів для вибраної послідовності спостережень (рис. 4.).
/
Рис.4. X- і MR-карти для змінної «Контрольований розмір»
Як бачимо з рис. 4., крім контрольних карт пакет STATISTICA виводить ще гістограми розподілу частот як для значень середньої так і для значень розмахів. Причому розподіл середніх значень оцінюється ще й на близькість до нормального розподілу.
На цих рисунках бачимо, що дві частини контрольної карти середніх і карти розмахів варіації показують, що процес є статистично стабільний. Отже, визначені параметри контрольних карт можна застосувати для моніторингу статистичної стабільності процесу у майбутньому.
Отже на Х-карті всі точки потрапляють в область всередині контрольних меж. На контрольній карті ковзаючих розмахів (MR-карті) також видно, що всі точки знаходяться нижче за контрольну межу.
Це дозволяє стверджувати, що технологічний процес налагоджений, оскільки обидві частини контрольної карти середніх і розмахів варіації показують, що процес є статистично стабільним.
Для побудови діаграми Парето, доцільно використовувати також модуль «Контрольні карти якості», з програмного пакету STATISTICA. Розглянемо побудову діаграми Парето з допомогою цього модуля за даними прикладу про дефекти мобільних телефонів, які потрапляють у сервісний центр.
Частина 2
Щоб побудувати діаграму Парето, доцільно використати також модуль «Контрольні карти якості», з програмного пакету STATISTICA. Розглянемо побудову діаграми Парето з допомогою цього модуля за даними прикладу про дефекти мобільних телефонів, які потрапляють у сервісний центр.
Вводжу початкові дані у файл Парето26 системи STATISTICA. (див. рис. 5.).
/
Рис.5. Файл з початковими даними для побудови діаграми Парето
Запускаю модуль «Контрольні карти якості» через меню Statistics ( Industrial Statistics & Six Sigma ( Quality Control Charts. У вікні, що відкрилося, вибраю опцію у вкладці «Attributes» Pareto chart analysis та тисну кнопку «Ок».
В наступному діалоговому вікні ставлю відмітку біля опції «Codes and counts (one variable with defect type, one variable with counts)», вибраю змінні – «Група дефектів», як Variable with defect types (codes), та «Кількість дефектів», як Variable with defect counts, тисну кнопку «Variables», а потім «Ок».
З’явиться діаграма Парето про види та частоти дефектів мобільних телефонів
(див. рис. 6.).
/
Рис.6. Діаграма Парето
Частина 2
Завдання 1. З процесу виготовлення виробів збирають вибіркові дані про певний розмір виробу. Попередньо визначених або стандартно встановлених значень характеристик процесу немає. Обсяг кожної вибірки становить 5 деталей. Результати вибіркових обстежень для 20 послідовних вибірок наведено у табл.1
Таблиця 1
Номер вибірки
Розмір виробу
Сума
Середнє
Розмах
x1
x2
x3
x4
x5
X
R
1
220,167
219,567
219,811
219,700
220,059
1099,305
219,861
0,600
2
219,388
220,267
220,282
220,186
220,219
1100,342
220,068
0,895
3
219,766
219,972
219,999
220,132
220,243
1100,112
220,022
0,477
4
219,962
219,726
219,755
219,941
219,796
1099,180
219,836
0,237
5
220,061
220,252
220,097
219,781
219,630
1099,820
219,964
0,622
6
220,187
220,434
220,008
220,099
219,870
1100,598
220,120
0,564
7
219,804
220,001
219,745
219,847
220,176
1099,573
219,915
0,431
8
219,719
220,147
220,042
219,702
219,835
1099,447
219,889
0,445
9
219,992
219,844
219,955
220,206
220,006
1100,002
220,000
0,362
10
219,841
219,867
220,008
220,257
220,030
1100,004
220,001
0,416
11
220,211
220,006
219,999
219,931
219,749
1099,896
219,979
0,462
12
220,159
220,049
220,318
219,934
219,838
1100,298
220,060
0,481
13
219,663
220,148
220,125
219,740
219,591
1099,266
219,853
0,558
14
219,878
220,520
219,997
219,931
220,448
1100,774
220,155
0,643
15
219,909
219,786
220,211
219,689
220,504
1100,099
220,020
0,815
16
220,030
219,684
219,677
219,894
220,031
1099,315
219,863
0,355
17
219,997
220,400
219,764
219,928
220,140
1100,228
220,046
0,636
18
220,304
220,337
220,045
219,781
220,011
1100,478
220,096
0,557
19
220,128
220,188
219,953
219,872
219,732
1099,873
219,975
0,456
20
219,751
219,712
219,763
219,911
220,211
1099,348
219,870
0,499
SUM
4399,592
10,509
Спочатку створюю контрольну карту для розмахів. Середній розмах визначається як середнє з усіх вибіркових розмахів. Враховуючи, що обсяг n кожної вибірки становить 5 деталей, з ДОДАТКУ знаходжу значення констант (див табл.2)
Таблиця 2
Середній розмах
R
0,525461
Константи
D3
0,307
D4
1,693
A2
0,249
X
219,9796
Далі визначаю верхню: ВКМ(?) = ?4? і нижню: НКМ(?) = ?3? контрольні межі. Проведені розрахунки наводжу в таблиці 3.
Таблиця 3
Середнє
Розмах
Для розмахів варіації
Для середнього
X
R
ВКМ R=
НКМ R=
ЦЛ
ВКМ Х=
НКМ Х
ЦЛ
219,861
0,600
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,068
0,895
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,022
0,477
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,836
0,237
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,964
0,622
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,120
0,564
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,915
0,431
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,889
0,445
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,000
0,362
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,001
0,416
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,979
0,462
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,060
0,481
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,853
0,558
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,155
0,643
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,020
0,815
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,863
0,355
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,046
0,636
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
220,096
0,557
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,975
0,456
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
219,870
0,499
0,889605
0,161317
0,525461
220,110
219,849
219,9796
На основі обчислених характеристик побудуємо контрольну карту для розмахів варіації (рис.7)
/
Рис. 7. Контрольна карта для розмаху варіації
Оскільки на карті немає сигналів про вихід зі стану статистичної керованості, то можна використовувати значення статистичного розмаху варіації для визначення варіації середньої при створенні карти середніх.
Враховуючи, що обсяг n кожної вибірки становить 5, з ДОДАТКУ знаходимо значення константи A2. Знаходжу загальне середнє X, отриманий результат наводжу в табл.2.
Таким чином характеристики контрольної карти середніх наведена в табл.3 На рис. 8 зображено контрольну карту для середніх значень.
/
Рис. 8. Контрольна карта для середнього розміру виробу
Однак бачимо з отриманого рисунку, що середнє значення виходить за верхню межу і трошки за нижню межу, тому можна стверджувати, що контрольна карта середніх показує, що середній розмір виробів не є абсолютно статистично стабільним.
Контрольна карта для розмаху варіації показує що процес є доволі стабільним
Завдання 2. Менеджер сервісного центру з обслуговування мобільних телефонів Левицька Надія сформувала таку статистику звернень клієнтів з питань ремонту телефонів.
На основі даних табл.4 побудую діаграму Парето. Спочатку визначаю кумулятивну кількість дефектів і кумулятивну їх частку. Результати розрахунків наведено в табл.5.
Таблиця 4
Причини звернень власників мобільних телефонів з питань їх ремонту
Причини потреби в ремонті
Кількість звернень протягом місяця
Попадання води в пристрій
130
Проблеми з екраном
125
Пошкодження пристрою через падіння
94
Проблеми з кнопками
34
Невдала спроба перепрошивання ПЗ
30
Проблеми з батареєю
20
Проблеми з динаміком
9
Проблеми з мікрофоном
5
Проблеми з вібродзвінком
4
Таблиця 5
Розрахунки частоти дефектів мобільних телефонів для побудови діаграми Парето
Причини потреби в ремонті
Кількість звернень протягом місяця
Кумулятивна кількість
Частка дефектів,%
Кумулятивна частка,%
Попадання води в пристрій
130
130
28,825
28,825
Проблеми з екраном
125
255
27,716
56,541
Пошкодження пристрою через падіння
94
349
20,843
77,384
Проблеми з кнопками
34
383
7,539
84,922
Невдала спроба перепрошивання ПЗ
30
413
6,652
91,574
Проблеми з батареєю
20
433
4,435
96,009
Проблеми з динаміком
9
442
1,996
98,004
Проблеми з мікрофоном
5
447
1,109
99,113
Проблеми з вібродзвінком
4
451
0,887
100,000
Разом
451
100,000
Наношу на графік значення кількості дефектів кожної групи та кумулятивної частки дефектів (рис.9).
/
Рис. 9. Діаграма Парето про види та частоти дефектів мобільних телефонів
На основі рис.9. можемо зробити висновок, що найбільшою є частка груп дефектів – «Попадання води в пристрій», «Проблеми з екраном», «Пошкодження пристрою через падіння» і «Проблеми з кнопками» (загалом 84,92% усіх дефектів), і саме на них потрібно зосередити основну увагу.
Висновок
Під час виконання лабораторної роботи набуто навичок про призначення і методи статистичного регулювання технологічного процесу з допомогою контрольних карт. Ознайомилися з основними типами контрольних карт та сферами їх застосування. Навчились будувати діаграму Парето.
В процесі виконання роботи закріпили також навички з експлуатації персональних електронних обчислювальних машин – ПЕОМ та побудови контрольних карт в середовищі програмного пакету STATISTICA.
Контрольні карти Шугарта допомагають виявити та усунути причини відхилень у процесах, забезпечуючи передбачувану якість продукції. Вони розрізняють випадкові та особливі причини варіацій, дозволяючи визначити, чи процес перебуває у стані статистичного контролю. Різні типи контрольних карт використовуються для різних цілей: оцінки стабільності процесу, регулювання процесу, прийняття рішень щодо продукції та аналізу дефектів.
Список використаної літератури
1. Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу «Операційний менеджмент» для студентів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти спеціальності 073 – Менеджмент. Вибір місця розташування логістичного сервісного складу методом «центру тяжіння». / Укладач Сорочак О.З.: – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2018. – 19 с.
2. Василенко В.О., Ткаченко Т.І. Виробничий (операційний) менеджмент:
Навчальний посібник. За ред. В.О.Василенка. - К.: ЦУЛ, 2003. - 532 с.
3. Омельяненко Т.В., Задорожна Н.В. Операційний менеджмент: Навч.-
метод. посіб. для самост. вивч. дисц. – К.: КНЕУ, 2003. – 236 с