Bài tập kiểm soát quá trình bằng thống kê năm 2024
|
Khái niệm Kiểm soát quy trình bằng phương pháp thống kê (Statistic Process Control – SPC) được xây dựng và phát triển bởi Dr. Walter Shewhart của phòng thí nghiệm Bell và thập nên 1990, và được mở rộng bởi Dr. W. Edwards Deming, người đã triển khai SPC trong ngành công nghiệp Nhật Bản sau thế chiến thứ 2. Sau một vài thành công bước đầu của một vài hãng Nhật Bản, SPC đã được hợp nhất thành một tổ chức khắp thế giới và được xem là một công cụ chính để cải tiến chất lượng sảm phẩm bằng cách giảm các biến trong quy trình. Dr. Shewhart đưa ra khái niệm của hai loại biến trong quy trình: Biến ngẫu nhiên (chance) là một phần bên trong quy trình, và ổn định theo thời gian, và biến không ngẫu nhiên (assignable), này là biến không kiểm soát (uncontrolled), là loại biến không ổn định theo thời gian, có nguồn gốc từ những tác động nhất định từ bên ngoài quy trình. Dr. Deming sau này thay đổi các khái niệm thành biến tạo ra bởi nguyên nhân bình thường (common cause variation) và biến tạo ra bởi nguyên nhân đặc biệt (special cause variation) Dựa trên kinh nghiệm của nhiều loại xử lý dử liệu, và sự hỗ trợ của lý thuyết xác suất thống kê, Dr Shewhart đã phát minh ra biểu đồ kiểm soát để biểu diễn dữ liệu theo thời gian và để nhận diện các loại biến có nguyên nhân bình thường và nguyên nhân đặc biệt. Bài viết này cung cấp một một cách vắn tắt những khái niệm và cách để thực hành SPC cũng nhưng nhưng công thức và kỹ thuật cần thiết để áp dụng nó. SỰ BIẾN ĐỔI CỦA QUY TRÌNH Trong thực tế, có nhiều dạng biểu đồ tần suất có dạng gần giống phân bố chuẩn (Normal Distribution), như hình dưới (lưu ý rằng biểu đồ kiểm soát không yêu cầu dữ liệu có phân bố dạng chuẩn để biểu diễn, biểu đồ kiểm soát có thể sử dụng bất kỳ loại phân bố dữ liệu nào – chúng ta sử dụng phân bố chuẩn trong trường hợp này để tiện cho việc trình bày) Để làm việc với các loại phân bố, điều quan trọng là phải đo lường sự phân tán của dữ liệu hay dải giá trị của dữ liệu, và cách tốt nhất để thể hiện điều này là độ lệch chuẩn (sigma). VÍ DỤ VÌ SAO ĐỘ PHÂN TÁN DỮ LIỆU LÀ QUAN TRỌNG? Thường thì chúng ta sẽ tập trung vào giá trị trung bình, nhưng việc tìm hiểu về sự phân tán của dữ liệu cũng là một điểm cốt yếu của việc kiểm soát các quy trình công nghiệp. Xem xét hai ví dụ sau:
GIỚI HẠN KIỂM SOÁT Các bảng thống kê khác nhau đã được xây dựng cho các loại phân bố khác nhau để định lượng diện tích bên dưới đường cong cho một số lượng đã cho của các độ lệch chuẩn (standard deviation) so với giá trị trung bình (xem phân bố chuẩn trong ví dụ này). Những bảng này có thể được sử dụng như những bảng xác suất để tính toán phần dư (odds) mà một giá trị đã cho (từ phép đo) là một phần của cùng nhóm dữ liệu được sử dụng để xây dựng biểu đồ tần suất. Shewhart thấy rằng các giới hạn kiểm soát đặt ở mức bằng 3 độ lệch chuẩn so với giá trị trung bình theo cả hai hướng cung cấp một sự cân bằng kinh tế giữa rủi ro đối phó với các tín hiệu lỗi và rủi ro không đối phó với tín hiệu đúng, bất kể hình dạng của của phân bố quy trình. Nếu quy trình có phân bố chuẩn, 99.7% khả năng kết quả được tìm thấy bên trong giới hạn bằng ba đô lệch chuẩn đến giá trị trung bình, chỉ có 0.3% khả năng tìm thấy kết quả nằm ngoài giới hạn này. Vì vậy, giá trị của phó đo vượt ra ngoài khoảng cách bằng ba độ lệch chuẩn là dấu hiệu của quy trình đã bị dịch chuyển hoặc trở nên không ổn định. Minh họa bên dưới là một ví dụ của đường cong phân bố chuẩn với giá trị trung bình 69, khoảng cách 3 độ lệch chuẩn từ hai phía là 63.4 và 74.6. Các giá trị hoặc kết quả đo nhỏ hơn 63.4 hoặc lớn hơn 74.6 được xem là ít khả năng xuất hiện. Bây giờ hãy xem xét phân bố bằng cách quay ngang biểu đồ phần bố, và đường gạch đứt là trung bình và hai đường liền đậm là các giới hạn cách 3 lần độ lệch chuẩn từ giá trị trung bình. Các thể hiện này là một dạng cơ bản của biểu đồ kiểm soát. Như đã thảo luận ở trên, những điểm dữ liệu nằm ngoài các giới hạn kiểm soát có xác suất xuất hiện thấp hơn những giá trị dữ liệu bên trong và những điểm đó xuất hiện là dấu hiệu cho biết có nguyên nhân đặc biệt – một nguồn biến động vượt ra ngoài biến động bình thường của quy trình. THỰC HIỆN KIỂM SOÁT QUY TRÌNH BẰNG THỐNG KÊ Việc triển khai SPC tự nó là một quy trình, cần sự cam kết đồng bộ giữa các bộ phận trong tổ chức. Sơ đồ khối dưới đây là các phần chính của việc thực hiện SPC 1. Xác định phương pháp đo lường Kiểm soát quy trình bằng thống kê dựa trên việc phân tích dữ liệu, vì vậy việc đầu tiên là phải xác định xem dữ liệu nào cần phải thu thập. Có hai loại biểu đồ kiểm soát được sử dụng dựa trên loại dữ liệu: dữ liệu biến thiên liên tục (Variable) hay dữ liệu rời rạc (Attribute) Dữ liệu liên tục đến từ việc đo lường bằng một phép đo cho giá trị liên tục như nhiệt độ, thời gian, khoảng cách, cân nặng. Dữ liệu rời rạc có được từ các giá trị rời rạc như tốt/xấu, phần trăm lỗi, hay số lượng lỗi đếm được trên một trăm mẫu… Sử dụng dữ liệu liên tục bất cứ khi nào có thể vì nó diễn đạt chất lượng thông tin cao hơn – nó không bị phụ thuộc vào các phân biệt có tính nhị phân giữa tốt và xấu. 2&3. Thẩm định hệ thống đo lường. Một bước quan trọng nhưng ít được chú ý trong quy trình là thẩm định hệ thống đo lường. Không có hệ thống đo lường nào mà không chứa đựng sai số đo lường. Nếu sai số đo lượng vượt quá mức cho phép, dữ liệu đo lường không còn đáng tin cậy. Ví dụ, Một nhà máy sản xuất thấy rằng nhiều phép đo trong các quy trình quan trọng có sai số vượt quá 200% so với dung sai của quy trình. Sử dụng những dữ liệu không chính xác này, quy trình thường xuyên phải điều chỉnh không đúng cách – thêm vào sự bất ổn thay vì làm giảm các biến số. 4 &5. Thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ SPC Xây dựng một kế hoạch để thu thập dữ liệu (nhóm con) một cách ngẫu nhiên theo một tần suất nhất định. Những người thu thập dữ liệu phải được đào tạo để dữ liệu được lấy đúng cách và biểu diễn đúng kỹ thuật lên biểu đồ. Thiết lập các nhóm con sao cho sự biến động được phát hiện giữa các nhóm con hơn là ngay trong nhóm con. Nếu quy biến động quy trình (ví dụ giữa các ca) là cùng một nhóm con, giới hạn kiểm soát có thể rộng hơn, và biểu đồ có thể không đủ “nhạy” đối với quy trình giữa các ca. Các loại biểu đồ kiểm soát khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào loại dữ liệu thu được cũng như kích thước nhóm con, như bảng dưới đây. 6&7. Xây dựng và làm lập kế hoạch thực hiện Mỗi biểu đồ quy trình cần xác định một kế hoạch hành động để hướng dẫn cho cách xử lý những trường hợp mất kiểm soát hoặc vượt các chỉ tiêu kỹ thuật. Một cách đơn giản để biểu diễn những hoạt động trong kế hoạch là tạo ra một biểu đồ quy trình hình khối. Ví dụ như dưới đây 8. Thêm biểu đồ và kế hoạch kiểm soát. Cần duy trì một kế hoạch kiểm soát chứa mọi thông tin thích hợp trên mỗi biểu đồ được duy trì, bao gồm:
9. Tính toán giới hạn kiểm soát sau 20-25 nhóm con. Các cách tính giới hạn kiểm soát cho các loại biểu đồ kiểm soát được liệt kê như dưới đây n là kích thước nhóm con và k là số lượng của nhóm con. Giá trị của các hằng số được cung cấp trong bảng sau Ví dụ biểu đồ kiểm soát 10. Đánh giá kiểm soát Sau khi thiết lập các giới hạn kiểm soát, bước tiếp theo là đánh giá xem quy trình có được kiểm soát hay không (ổn định thống kê theo thời gian). Việc này được thực hiện bằng các quy gắt đơn giản sau Các dấu hiệu quy trình mất kểm soát:
Khi xuất hiện trường hợp mất kiểm soát trên biểu đồ, vùng đó cần được khoanh tròn và kế hoạch đối phó phải tương ứng phải được thực hiện. Khi hành động khắc phục được thực hiện thành công, ghi chú lên biểu đồ để giải thích những gì đã xảy ra. 11&12. Phân tích dữ liệu để xác định nguyên nhân gốc và giải quyết vấn đề Nếu một trường hợp mất kiểm soát xuất hiện trong quy trình, bước tiếp theo là phân tích dữ liệu để tìm ra nguyên nhân gốc rễ của vấn đề. Tham khảo biểu đồ kiểm soát cũ của quy trình nếu có, có thể những ghi chú trên biểu đồ kiểm soát cũ sẽ có ích cho việc tìm ra nguyên nhân vấn đề trong quy trình hiện tại. 13. Thiết kế và thực hiện các hành động để nâng cao năng lực quy trình Sau khi đã xác định được nguyên nhân gốc, thực hiện các hành động để laoij trừ những nguyên nhân đặc biệt khỏi quy trình và cải thiện tính ổn định của quy trình. 14&15. Tính toán Cp và Cpk và so sánh với chuẩn. Khả năng một quy trình có thể đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật (từ khách hàng) được định nghĩa là Năng lực quy trình. Sau khi quy trình đã ổn định, cần tính toán xem kết quả của quy trình đạt được bao nhiêu trong giới hạn tiêu chuẩn kỹ thuật. |
