Основные инструменты контроля и управления качеством

Министерство образования  и науки РФ

 

Рязанский Государственный  Радиотехнический Университет

 

Кафедра управление качеством и сертификации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине

«Статистические методы контроля и управления качеством»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                         Выполнила:

               ст. гр. 874

               Молоткова А. М. 

 Проверил:

                                                                                                       доцент кафедры УКС

               Сырмолотнов И.Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рязань 2011

Содержание

 

      Введение................................................................................................................  4

 1) Причинно-следственная диаграмма…………………………………………..   6

 2) Личный бюджет времени……………………………………………………..  10

 3)  Гистограммы………………………………………………………………… 14

 4)  Диаграмма Парето ..   36

5) Контрольные карты ..   46

6)  Корреляционный анализ …  53

 7)  Дисперсионный анализ …  62

 Заключение ………………………………………………………………………   67

 Приложение А. Обзор периодической научно-технической литературы и статистический анализ результатов по теме «Микроэлектронные сенсоры»..69

 Приложение Б. Доклад «Анализ научной периодической печати по разделу

 «Микроэлектронные сенсоры»»……………………………………………….  93

      Приложение  В.   ОСТ1 90013-81 «Сплавы титановые.Марки»………………. 101

      Приложение  Г. Таблица кодовых значений…………………………………. 108                 

Библиографический список … 109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Введение

 

       Важнейшим условием успешного развития экономики сегодня является производство конкурентоспособной продукции. Основой конкурентоспособности я является качество. Опросы потребителей показывают, что среди всех показателей конкурентоспособности (цена, сроки, поставки, сервис и др.) качество на 70% определяет решение о выборе продукции.[10]     

       Качество  – понятие многоплановое, обеспечение  его требует объединения творческого  потенциала и практического опыта  многих специалистов. Проблема повышения  качества может быть решена  только при совместных усилиях  государства, федеральных органов  управления, руководителей и членов  трудовых коллективов предприятий.  Большую роль в решении проблемы  качества играют потребители,  диктующие свои требования и  запросы производителям товаров  и услуг.[5]

       Высокое  качество продукции, удовлетворяющее  ожидания потребителя, соизмеряется  современным потребителем со  стоимостью (ценой) этой продукции.[6]

Современные подходы к  управлению качеством предполагают внедрение системы контроля показателей  качества продукта на всех этапах его  жизненного цикла, начиная от проектирования, и заканчивая послепродажным обслуживанием. Основная задача контроля качества —  не допустить появления брака. Поэтому  в ходе контроля проводится постоянный анализ заданных отклонений параметров продукции от установленных требований. В том случае, если параметры продукции  не соответствуют заданным показателям  качества, система контроля качества поможет оперативно выявить наиболее вероятные причины несоответствия и устранить их.

Контроль качества осуществляется путем сравнения запланированного показателя качества с действительным его значением, а если качество можно  контролировать, то, следовательно, им можно управлять. Собственно контроль качества например процессы производства, и состоит в том, чтобы, проверяя нужным образом подобранные выборочные данные (показатели качества), обнаружить отклонения показателей качества от запланированных их значений. В случай обнаружения такого отклонения производитель  ищет причину его появления и  после корректировки процесса вновь  проверяет соответствие скорректированных  показателей качества запланированным  их значениям (стандарту или норме). Именно по такому непрерывному циклу  осуществляется управление и обеспечение  требуемого качества, и дальнейшее его улучшение.

Исходя из всего сказанного, можно выделить следующие основные задачи методов статистического  контроля и регулирования качества:

1) обобщение и прогнозирование тенденций развития как отдельных сфер, так и всего народного хозяйства;

2) разработка и внедрение  современных методов исследования  экономических и социальных процессов,  происходящих в обществе;

3) определение и выявление имеющихся резервов эффективности как для отдельных сфер деятельности, так и всего общественного производства;

4) постоянное обеспечение  достоверной информацией, необходимой  для принятия правильных решений  [7].

В данной курсовой работе мы ознакомимся с основными инструментами контроля и управления качеством, проведем с их помощью статистический анализ и на основании полученных результатов сделаем выводы.

 

                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       1.Причинно-следственная диаграмма

 

Теоретические сведения о диаграмме Исикавы

 

Результат процесса зависит  от многочисленных факторов, между  которыми существуют отношения типа причина-следствие (результат). Мы можем  определить структуру или характер этих многофакторных отношений благодаря  систематическим наблюдениям. Трудно решить сложные проблемы, не зная этой структуры, которая представляет собой  цепь причин и результатов. Диаграмма  причин и следствий – средство, позволяющее выразить эти отношения  в доступной форме.

Причинно-следственная диаграмма – это инструмент, позволяющий выявить наиболее существенные факторы (причины), влияющие на конечный результат (следствие).

Они были предложены профессором  Токийского университета Каору Исикава в 1953 при анализе различных мнений инженеров. Диаграмма состоит из показателя качества, характеризующего результат, и факторных показателей. Исследуемый вопрос изображается в виде прямой горизонтальной линии, а причинные факторы, влияющие на исследуемую характеристику, - наклонными прямыми линиями (стрелками). На диаграмме причинные факторы первого порядка изображаются большими наклонными линиями, а второго, третьего и т.д. – малыми наклонными линиями.

Принцип построения диаграммы  Исикавы показан на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

                    

 

Рисунок 1.1 – Принцип построения диаграммы Исикавы

 

 

Этапы построения диаграммы:

1) Определите показатель качества, т.е. тот результат, который вы хотели бы достичь.

2) Напишите выбранный показатель качества в середине правого края чистого листа бумаги. Слева направо проведите прямую линию («хребет»), а записанный показатель заключите  в прямоугольник. Далее напишите главные причины, которые влияют на показатель качества, заключите их в прямоугольники и соедините с «хребтом» стрелками в виде «больших костей хребта» (главных причин).

3) Напишите (вторичные) причины, влияющие на главные причины («большие кости») и расположите их в виде «средних костей», примыкающих к «большим» Напишите причины третичного порядка, которые влияют на вторичные причины, и расположите их в виде «мелких костей», примыкающих к «средним».

4)  Проранжируйте причины (факторы) по их значимости и выделите особо важные, которые  предположительно оказывают наибольшее влияние на показатель качества.

5)  Нанесите на диаграмму всю необходимую информацию: её название; наименование изделия, процесса или группы процессов; имена участников процесса; дату и т. д.

Для облегчения построения причинно-следственной диаграммы следует  начинать с определения основных причин, а затем переходить к более  детальному построению причинно-следственной диаграммы. В обоих случаях необходимо обеспечить наиболее возможное число  причин.

Для поиска причин проведите  в случае необходимости активное обсуждение. Эффективным методом, применяемым  в таком случае, будет «мозговой  штурм», придуманный в США А.Ф.Осборном.[6]

Установите важность каждой причины на основе объективных значений или данных. Анализ факторов с помощью собственного опыта или знаний возможен, но устанавливать их важность только на основе субъективных представлений или впечатлений опасно. Объективное установление важности факторов с помощью данных – более научный и логический подход.

Пытайтесь постоянно совершенствовать причинно-следственную диаграмму.[14]

        На основе результатов анализа диаграммы вырабатываются соответствующие корректирующие (управляющие) воздействия. Причинно-следственную диаграмму можно применять в любых организациях, начиная от производства и кончая сферой обслуживания. Диаграмма в учебном процессе помогает наглядно представить причины конкретной проблемы или результата. Выявление и устранение негативного воздействия причин будет способствовать повышению качества [6].

    

Построим причинно-следственную диаграмму для показателей качества подготовки инженера по специальности 200503 (рисунок 1.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 – Причинно-следственная диаграмма качества подготовки инженера по специальности 200503

Составляя диаграмму Исикавы, я выделила следующие факторы, оказывающие, по-моему, наибольшее влияние на качество подготовки инженера по специальности 200503: студент (его личные качества, желание учиться), преподаватель (квалификация, увлечённость профессией, здоровье), метод обучения,  объём знаний, материально-техническое и информационное обеспечение.

Таким образом, если студент  имеет желание учиться, трудолюбив, неленив, если в университете преподаватели  высокой квалификации и подобраны хорошие учебные приёмы, а также хороший контроль знаний и контроль посещаемости, если хорошее и современное материально-техническое и информационное обеспечение, применяются компьютеры в обучении и нет нехватки в учебно-методической литературе, то это способствует повышению качества подготовки инженера по специальности 200503.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Научная организация учебного труда студента

 

       Научная организация труда (НОТ) студента вуза – это система научно обоснованных мероприятий, направленных на непрерывное, систематическое исследование и оптимизацию организации учебного труда и его условий в целях обеспечения наибольшей эффективности обучения при рациональном использовании времени, сил и средств в интересах всестороннего развития личности.

       Связь профессиональной подготовки будущих специалистов и научная организация образовательной деятельности студентов должна осуществляться по следующим направлениям:

 

1. Создание благоприятных условий умственного труда и отдыха, т.е. оптимальный для конкретных условий режим труда и отдыха студента.

 

2. Рационализация приемов и методов самообразования, сокращение энергозатрат в процессе обучения за счет формирования навыков и умений планирования самообразования; ориентировки в научной и учебной информации; рационального и правильного слушания и записи лекций; навыков и умений работы с книгой, библиографическими пособиями, ресурсами интернет.

 

3. Организация активного отдыха, физкультурно-спортивных и оздоровительных внеучебных мероприятий, что повысит уровень общей дееспособности и специфической работоспособности человека.

 

4. Развитие творческой  инициативы и дисциплины.

  

      Понятие «индивидуальный фонд времени» позволяет описать «производительные» и «непроизводительные» траты времени каждого человека. Ниже приводится схема, отображающая индивидуальный фонд времени:

 

                       Рисунок 2.1 – Индивидуальный фонд времени

       Хороший менеджер, для того чтобы эффективно управлять своими

подчиненными, должен иметь  достаточно полное представление об

индивидуальном фонде  времени каждого сотрудника, в  особенности —

о реальной картине его  рабочего времени.

        Индивидуальный фонд времени состоит из рабочего и внерабочего

времени. Рабочее время можно поделить на фактическое время работы; регламентированные (плановые, нормальные) перерывы в работе; нерегламентированные (случайные) перерывы в работе. Понятно, что любой управленец заинтересован в сокращении прежде всего нерегламентированных перерывов в работе, которые могут случаться как по вине сотрудника, так и по вине внутренних организационных обстоятельств либо из-за вмешательства каких-либо помех из внешней среды.

        Внерабочее время условно может быть поделено на четыре подвида:

1) связанное с работой  — дорога до места работы; подготовка  к

работе (включая подготовку инструментов, оборудования, места  работы и т. п.); доделывание или  переделывание ранее завершенной  работы;

2) домашний труд — уборка  квартиры; покупки; ремонт (плановый, либо неплановый); забота, уход, воспитание о беспомощных членах семьи (дети, старики, больные), включая, например, приготовление пищи; прочие разовые виды работ, например, вскапывание огорода на дачном участке и др.;

3) самообслуживание —  уход за собой (личная гигиена,  оформление

внешности и т. п.); питание; пассивный отдых (в том числе  сон);

4) свободное время —  общение с родственниками и  друзьями, все

виды активного отдыха, а также разного рода непрофессиональные занятия для души.

       Чтобы отобразить примерное соотношение рабочего и внерабочего времени, в социологии труда используется так называемая структурная схема индивидуального фонда времени (см. рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Схема индивидуального  фонда времени

 

       При рассмотрении структуры индивидуального фонда времени

важно обратить внимание на то, что все время жизни можно  поделить на время труда, то есть расходования умственных и физических

сил, и на время отдыха, то есть восстановления умственных и физических сил. Представленные на схеме пропорции (размеры секторов

круга) также условны, поскольку  они могут очень сильно варьировать  у представителей различных социальных групп.

       Время труда, как правило, складывается из рабочего времени, из

внерабочего времени, связанного с работой, и частично из времени

домашнего труда. Время отдыха преимущественно складывается из

свободного времени и  времени самообслуживания. Отчасти  некоторые виды домашнего труда  могут быть отнесены к отдыху. Следует также отметить, что в некоторых случаях бывает довольно сложно выделить время труда и время отдыха в чистом виде. Сложность заключается в том, что разные виды деятельности имеют для различных людей различную субъективную ценность. То, что для одного человека является тяжелым трудом, для другого может оказаться настоящим качественным отдыхом.[9]

 

       В данной курсовой работе необходимо оценить личный бюджет времени с учётом рекомендаций по научной организации учебного труда студента.

 

      Общее время (количество часов в неделе): 7*24=168 часов (10080 минут).

     1. Учёба.      

         Учебное время (аудиторские занятия): ≈21,5 часов.

         Регламентированные перерывы: ≈1,5 часа.

         Самостоятельная работа: ≈16 часов.

     2. Внеучебное  время.

     2.1 Связанное  с учёбой.

             Подготовка: ≈1час.

             Дорога: ≈3 часа.

     2.2 Домашний  труд.

             Покупки: ≈4,5 часа.

             Уборка квартиры: ≈3 часа.

     2.3  Самообслуживание.

              Пассивный отдых (сон): ≈60 часов.

              Питание: ≈7 часов.

              Уход за собой: ≈7часов.

     2.4  Свободное  время.                 

              Общение: ≈14 часов.

              Активный отдых (спорт): ≈5 часов.

              Пассивный отдых (телевизор, чтение, компьютер): ≈14 часов.

              Прогулка: 4 часа.

   Прочее (например поход в гости, кино, театр, выезд на природу и т. д.): 6,5часов.

    

      По полученным данным построим диаграмму Парето.

 

        Рисунок 2.3 – Диаграмма Парето по личному бюджету времени

 

    

        Данная диаграмма показывает, что больше всего времени затрачивается на самообслуживание (74 часа или 44%). Это естественно, т.к. на один только сон уходит 60 часов. Затем идёт учебное время (39 часов или 23,2%). Немного меньше времени затрачивается на свободное время (37 часов или 22%). Меньше всего приходится на домашний труд (7,5 часов или 4,5%), прочее (6,5 часов или 3,8%) и связанное с учёбой время (4 часа или 2,4%).

       Таким  образом, не выполняется рекомендуемая недельная учебная нагрузка – 46 часов. Моя недельная нагрузка составляет всего 39 часов.

        Теперь  перечислю помехи («воры времени»), которые вызывают у меня непродуктивные потери времени:

         - плохое планирование дня;

         - недостаток мотивации, лень;

         - случайные телефонные звонки;

         - незапланированные посетители;

         - запоздалая информация;

         - не всегда хорошая самодисциплина;

         - отвлечение;

         - привычка откладывать дела на  потом; 

         - спешка и чрезмерная суетливость;

         - неусидчивость.

                                              3. Гистограммы

 

         Для наглядного представления тенденции изменения наблюдаемых значений применяют графическое изображение статистического материала. Наиболее распространенными графиками, к которым прибегают при анализе распределения случайной величины, являются полигон, гистограмма и кумулятивная кривая. Однако когда говорят о втором инструменте контроля качества, то упоминают только гистограмму, как наиболее часто применяемое на практике графическое изображение распределения.

 Гистограмма - это инструмент, позволяющий зрительно оценить закон распределения величины разброса данных, а также принять решение о  том, на чем следует сфокусировать внимание для целей улучшения процесса.

 Гистограмма отображается серией столбиков одинаковой ширины, но разной  высоты. Ширина столбика представляет интервал в диапазоне наблюдений, высота  — количество наблюдений (измерений), попавших в данный интервал. При нормальном законе распределения данных существует тенденция расположения большинства результатов наблюдений ближе к центру распределения (к центральному  значению) с постепенным уменьшением при удалении от центра.[6] 

Гистограмма применяется  главным образом для анализа  значений измеренных параметров, но может  использоваться и для расчетных  значений. Благодаря простоте и наглядности  гистограммы нашли применение в  различных областях:

        - для анализа сроков получения заказа (за контрольный норматив принимается срок поставки согласно договору);

                - для анализа времени реагирования группы обслуживания от момента получения заявки от клиента, времени обработки рекламации от момента ее получения и т.д.;

               - для анализа значений показателей качества, таких как размеры, масса, механические характеристики, химический состав, выход продукции и т.д. при контроле готовой продукции, при приемочном контроле, при контроле процесса в самых разных сферах деятельности;

              - для анализа чистого времени операций, времени износа режущей поверхности и т.д.;

               - для анализа числа бракованных изделий, числа дефектов, числа поломок и т.д.[17]

       Распределение  единиц совокупности на группы  по количественному признаку, по  степени возрастания или убывания  числового значения признака  называется вариационным рядом. Составными элементами каждого вариационного ряда являются два ряда чисел: ряд вариантов и ряд частот или частостей.

Варианты – отдельные числовые значения варьирующего признака.

Частоты – абсолютные числа, показывающие, сколько раз встречается та или иная варианта в данной совокупности. Частоты, выраженные в долях единицы или в процентах к итогу, называются частостями.

Вариационный ряд графически обычно изображается при помощи гистограммы  распределения или полигона распределения.[7]

Полигоном частот называется ломаная, состоящая из отрезков прямых, соединяющих последовательно точки (х_i, n_i) или (х_i, w_i), i = 1, 2,…, m.

Для иллюстрации рядов  распределения используются также  кумуляты и огивы. Для построения кумуляты на оси абсцисс отмечаются значения признака (концы интервалов), а на оси ординат – отрезки, длины которых пропорциональны накопленным частотам или частостям. А для построения огивы на оси абсцисс отмечаются частоты или частости, а на оси ординат - значения признака.

Определение числа интервалов на гистограмме часто осуществляют по формуле Старджесса:

, (3.1)

где n – число наблюдений, а величина интервала:

, (3.2)

где (x_max – x_min) – разность между наибольшим и наименьшим значениями признака.

Следующий после группировки этап обработки данных наблюдений представляет собой расчет статистических характеристик:

1) средняя арифметическая: , (3.3)

где x_i – варианты дискретного ряда или середины интервалов;

2) медианой ( ) называется серединная варианта упорядоченного вариационного ряда, расположенного в возрастающем или убывающем порядке. Она является центральным членом и делит вариационный ряд пополам в тех случаях, если этот ряд нечетный;

3) мода ( ) – вариант, которому соответствует наибольшая частота, т.е. значение во множестве наблюдений, встречающееся наиболее часто;[15]

4) вариационный размах – разность между наибольшей и наименьшей вариантой:  

                                              

                                      (3.4)

5) дисперсия: ;                        (3.5) 

6) среднее квадратическое отклонение: ;                                       (3.6)

7) коэффициент вариации: ;                                    (3.7)

8) начальный момент k-го порядка: ;                                  (3.8)

9) центральный момент k-го порядка: ;                       (3.9)

10) асимметрия: ;                                                        (3.10)

11) эксцесс: .                                                     (3.11)

 

В данном задании необходимо представить ряд данных в виде гистограммы, рассчитать статистические показатели распределения случайной величины и проанализировать результаты ТС-2010, русский, нечётные. Сравнить: специальность 210106.

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1 – Исходные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчётная часть.

 

1)  Рассмотрим  ТС-2010, русский,  нечётные.

Количество наблюдений n=541, максимальное и минимальное значения:

x_max =94; x_min =36. Количество интервалов:

_{Длина интервалов:} .

 

Таблица 3.2 – Описательные статистики результатов измерений

 

 

 В этой таблице:

1 MEAN - выборочное среднее;

2 MEDIAN - медиана выборки. Значение, которое разбивает выборку на две равные части. Половина наблюдений лежит ниже медианы, и половина наблюдений лежит выше медианы (если наблюдения отсортированы по возрастанию);

3 SD - среднеквадратическое отклонение;

4 VALID_N - количество наблюдений (оббьем выборки);

5 SUM - сумма всех результатов наблюдений;

6 MIN - минимальное наблюдение в выборке;

7 MAX - максимальное наблюдение в выборке;

8 _25th% - значение, ниже которого располагается 25% выборочных данных (если наблюдения отсортированы по возрастанию);

9 _75th% - значение, ниже которого располагается 75% выборочных данных (если наблюдения отсортированы по возрастанию).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.3− Результаты вычисления описательных статистик

Variable	Descriptive Statistics (Spreadsheet1.sta)
	Valid  N	Mean	Median	Mode	Frequency of mode	Sum	Minimum	Maximum	Std.Dev.
Балл по русскому	541	64,78743	65,00000	67,00000	29	35050,00	36,00000	94,00000	8,972856

 

 

 

Таблица 3.4− Результаты группировки

Category	Frequency table: Балл по русскому (Spreadsheet2.sta) K-S d=,04359, p> .20; Lilliefors p<,05
	Co unt	Cu mulati ve Co unt	Percent of Valid	Cumul % of Valid	% of all Cases	Cumul ative % of All	Expe cted Count	Cumul ative Expected	Perc ent Expected	Cumul ative % Expe cted
30,00000<x= 40,00000	5	5	0,92421	0,9242	0,92421	0,9242	1,5516	1,5516	0,28681	0,28681
40,00000<x= 50,00000	25	30	4,62107	5,5453	4,62107	5,5453	25,3222	26,8739	4,68063	4,96745
50,00000<x= 60,00000	131	161	24,21442	29,7597	24,21442	29,7597	133,7100	160,5839	24,71534	29,68279
60,00000<x= 70,00000	246	407	45,47135	75,2311	45,47135	75,2311	228,5872	389,1711	42,25271	71,93550
70,00000<x<= 80,00000	111	518	20,51756	95,7486	20,51756	95,7486	127,4840	516,6551	23,56451	95,50001
80,00000<x<= 90,00000	21	539	3,88170	99,6303	3,88170	99,6303	23,0043	539,6594	4,25218	99,75219
90,00000<x<= 100,0000	2	541	0,36969	100,0000	0,36969	100,0000	1,3171	540,9765	0,24346	99,99565
Missing	0	541	0,00000		0,00000	100,0000