کنترل فرآیند آماری SPC

1- هدف

• هدف از تدوین روش اجرائی کنترل فرآیند آماری SPC، تشریح نحوه بهبود فرآیند ها و محصولات و كاهش ضایعات در هر بخش با استفاده از تكنیكهای هفت گانه SPC می‏باشد.

2- دامنه كاربرد

• كلیه فرآیندهای تولیدی شركت كه نیازمند كنترل، اصلاحات، مشخص شدن توانایی واقعی فرآیند باشند در دامنه كاربرد روش اجرایی کنترل فرآیند آماری قرار دارند.

3- مسئولیت

• مسئولیت اجرای فعالیتهای کنترل فرآیند آماری SPC بر عهده مدیر كنترل كیفیت بوده و بازرسین كنترل كیفیت مسئولیت همكاری با ایشان را دارند.

4- تعاریف

• كنترل آماری فرآیند: یك روش قانونمند و عملی برای نشان دادن و كنترل فرآیندهای (تولیدی / خدماتی) با استفاده از آمار.
• فرآیند تحت كنترل: فرآیندی است كه محصولات خروجی آن با خواسته‏های مشتری منطبق باشد.
• قابلیت فرآیند: نسبت واریانس تعیین شده به واریانس فرآیند را نشان می‏دهد كه اگر این نسبت از 6/1 بزرگتر باشد كیفیت برتر را نشان می‏دهد.
• علل خاص: علت هایی كه باعث خروج فرآیند از كنترل می‏باشد كه پس از شناسایی این علل در فرآیند موجود اقدامات اصلاحی انجام شده و جهت حذف آنها بكار می‏رود.
• علل عام: علت هایی است كه بر اثر تصادف در سیستم بوجود می‏آید كه این علل باعث خارج شدن فرآیند از كنترل نمی‏شود فقط برای بالا بردن قابلیت فرآیند لازم است كه شناسایی و توسط اقدامات تعیین شده توسط مسئول كنترل كیفیت اعلام و برطرف گردد.
• حدود كنترل: خطوط بالا و پایین میانگین مشخصه كیفی مورد نظر می‏باشد كه بر اساس فرآیند محاسبه می‏گردد.
• میانه (X): عدد وسطی یك رشته اعداد كه به صورت صعودی مرتب شده اند.

سایر تعاریف و اصطلاحات مطابق با استاندارد ایران ایزو 9000 ویرایش سال 1380 و استاندارد بین ‏المللیISO/TS 16949:2002 و نظامنامه مرجع کنترل فرآیند آماری SPC می‏باشد.

5- روش كار

1-5- پیش فرض‌های اولیه مورد نیاز

برای اجرای هر نوع سیستم کنترل فرآیند آماری SPC، وجود حداقل پیش فرض‌های زیر ضروری است:

            1.مدون بودن استانداردها ومعیارهای پذیرش

            2.تعیین ایستگاه‌های كنترل

            3.تعیین روش‌های كنترل

            4.مشخص كردن ابزارهای كنترل

            5.آموزش پرسنل

            6.با ثبات بودن فرآیند تولید

           7.نحوه تعیین تكلیف محصول نامنطبق

           8.مشخص كردن روش‌های كنترل (نمونه‌برداری یا 100%  یا هر روش دیگر)

           9.نحوه ثبت نتایج كنترل فرآیند آماری

           10.توجه به عوامل هزینه و زمان در انجام كنترل

           11.امكانپذیری استفاده از این روش‌ها

           12.انجام MSA

2-5- اطلاعات جهت تعیین ایستگاه های کنترل فرآیند آماری SPC

تیم CFT با در نظر گرفتن پیش فرض‌های فوق فرآیندهایی كه باید در آن کنترل فرآیند آماری اجرا گردد را مشخص و در برنامه كنترل و فرم SPC PLAN به شماره (FA-QC-FR-0137) ذكر می‌نماید. لزوم اجرای کنترل فرآیند آماری SPC می‌تواند بر اساس موارد ذیل مشخص گردد:

1- برگشتی محصول از مشتری یا خدمات پس از فروش

2- بالا بودن هزینه های بازرسی و لزوم كاهش آن

3- حساسیت و توجه مشتری یا توصیه مشتری در مورد فرآیند

4- با استفاده از تكنیك DOE  و نتایج حاصله

5- با استفاده از تجربیات كاری مدیران و مشكلات محرز در سازمان

6- نیازمندی‌ها و خواسته‌های مشتریان و تبدیل آنها به مشخصه های محصول

7- آمار و اطلاعات حمع آوری شده از ضایعات، عدم انطباقات، دوباره كاری و …..

8- نتایج حاصل از اجرای FMEA

منابع اطلاعاتی صرفا موارد فوق الذكر نبوده و هر منبع اطلاعاتی كه باعث شناسایی مشخصه های عمده فرآیند گردد به كار گرفته می شود .

3-5- ابزارهای 7 گانه

روش‌های مرتبط با فنون كنترل فرآیند آماری كه از آنها بعنوان 7 ابزار كنترل كیفی یاد می‌شود در ذیل به آنها اشاره شده است كه در روش اجرایی فنون آماری به شماره (FA-QA-PR-0006) به تفصیل درباره آنها بحث گردیده است.

1. نمودار هیستوگرام
2. برگه‌های ثبت داده‌ها
3. نمودار پارتو
4. نمودار علت و معلول
5. نمودار تمركز خرابی ها
6. نمودار پراكندگی
7. نمودارهای كنترلی

4-5- مراحل اجرای کنترل فرآیند آماری SPC

بطور عمومی روش‌های کنترل فرآیند آماری را می‌توان در سه مرحله زیر مورد استفاده قرار داد:

1. كنترل اقلام وارده Incoming Control
2. كنترل كالاهای در جریان ساخت In-Process Control
3. كنترل محصول ساخته شده نهایی Final-Control

5-5- نحوه نمونه ‏گیری:

1-5-5- نمونه ‏گیری در نمودارهای- X R

جداول شماره 1

2-5-5- نمونه‏ گیری در نمودار X S

3-5-5- نمونه‏ گیری در نمودار X-R

4-5-5- نمونه‏ گیری در نمودار  P , NP 

6-5- مطالعه كارایی و قابلیت فرآیند تولید در مرحله تولید آزمایشی:

مطالعات كارایی و قابلیت فرآیند قبل از تولید انبوه و در مرحله تولید آزمایشی به منظور برآورده نمودن خواسته های مشتری انجام می شود.

كنترل كیفیت موظف است قبل از جمع آوری داده ها از صحت و دقت ابزار اندازه گیری و كارایی آنها مطابق با روش اجرایی MSA (FA-QC-PR-0008) اطمینان حاصل نماید.

باید توجه گردد كه مطالعه كارایی قبل از تولید یك مطالعه كوتاه مدت است كه تأثیرات زمان و غیره در آن لحاظ نشده است و برای مطالعات كوتاه مدت داده های كمی مورد استفاده قرار می گیرد. البته درصورتی كه امكان جمع آوری داده های كمی میسر نباشد از داده های وصفی برای رسم نمودار كنترل استفاده می گردد تا یك شناخت نسبت به فرآیند حاصل شود و پایه ای برای نمودارهای كنترل تولید انبوه باشد. غیر از شرایط خاص نمودار X,R برای مطالعات كارایی و قابلیت فرآیند استفاده می گردد و مقادیر به دست آمده باید در محدوده پذیرش مشتری باشد.

5-7- كنترل فرآیند تولید انبوه:

نمودار مبنا براساس ارقام جمع‌آوری شده توسط كنترل كیفیت محاسبه می‌گردد. این محدوده‌ها به صورت خطوطی كه مبنای تجزیه و تحلیل فرآیند قرار می‌گیرند رسم می‌شود. این محدوده براساس نوسان‌های طبیعی فرآیند محاسبه و ارقام جمع‌آوری شده بعدی با این محدوده مقایسه می‌گردد. شاید نوسان‌ها با ثبات بوده و براساس نوسان‌های عام باشد. چنانچه نوسان‌ها براساس خاص باشد فرآیند همچنان مورد مطالعه قرار می‌گیرد تا دلایل تأثیر گذارده شناسایی شود. پس از اینكه اقدام‌های موضعی جهت حذف نوسان‌های خاص انجام گرفت ارقام بیشتری جمع‌آوری می‌گردد تا حدود كنترل بار دیگر محاسبه شود تا علل خاص نوسان دیگری كه در فرآیند موجود است شناسایی شود.

كنترل كیفیت فرآیندهای ذكر شده در برنامه كنترل و SPC PLAN را مورد مطالعه قرار داده و تا حد امكان با استفاده از نمودارهای پارتو، علت و معلول یا سایر ابزارهای آماری مناسب تغییرات مشهود فرآیند را شناسائی و آنها را برطرف می‌نماید. (یكسان سازی روش اپراتور- اطمینان از كارآمدی سیستم اندازه گیری و اجرای MSA در صورت لزوم، تعمیر یا سرویس دستگاه در صورت لزوم و … ) پس از انجام محاسبات حدود كنترل نمودار مبنا را بدست آورده و از وجود حالت كنترل در نمودار اطمینان حاصل می‌نماید .

شاخص‌های هر نمودار را با نظر مشتری (در صورتی كه اعلام شده باشد) مقایسه نموده و در صورت تامین نظر مشتری نمودار مبنا قابل جاری شدن می باشد در صورتی كه شاخص نمودار نظر مشتری را تامین نمی‌نماید اقدام اصلاحی برنامه‌ریزی و اجراء می‌گردد و مجددا  براساس نوع نمودار و مطابق جدول شماره 1 نمونه برداری می‌شود.

در صورتی كه انجام اقدام اصلاحی امكان‌پذیر نباشد و همچنین اختلاف شاخص مشتری با فرآیند ناچیز باشد در مورد استفاده از ابزار کنترل فرآیند آماری SPC تصمیم گیری می‌شود.

در صورت عدم امكان اجرای اقدامات اصلاحی و اختلاف قابل توجه در شاخص مشتری و فرآیند تا انجام اقدام اصلاحی بازرسی 100% را اجرا می‌گردد.

توجه : شرط CPK > 1.33 االزامی و در مورد سایر شاخصها در صورت عدم اعلام مشتری نظر نماینده مدیریت ملاك می باشد.

در صورت وجود حالت كنترل و تأمین نظر مشتری یا نماینده مدیریت در شاخصهای هر نمودار، آنها وارد تولید می‌شود و تواتر نمونه برداری مطابق برنامه كنترل و تعداد هر نمونه باید مطابق نمودار مبنا می‌باشد.

در هنگام تكمیل نمودار مبنا چنانچه نقطه ای (خارج) از نمودار یا حالت روند مشاهده  شود بازرس كیفی بررسی اولیه را برای یافتن دلایل خارج از كنترل انجام داده آن نقطه را از محاسبات حذف می نماید

و مجدداً خطوط UCL و LCL را محاسبه نموده و در صورت قرار گرفتن كلیه نقاط در حدود كنترل و (3/1 CPK > ) به عنوان نمودار مبنا در نظر می گیرد.

ادامه روند خارج از كنترل یا مشاهده دومین نقطه خارج از حدود، فرآیند تا انجام اقدام اصلاحی متوقف می‌شود و در پایان تكمیل نمودار شاخص هر نمودار با مقدار قبلی مقایسه می‌شود.

در صورت تغییر در فرآیند، نمودار مبنا را مورد بازنگری قرار می‌گیرد. در صورتیكه SPC در جریان خط تولید نقاطی خارج از خطوط كنترل قرار گرفت پس از تعیین دلایل خارج از كنترل، ادامه نمونه گیری انجام می گیرد

لازم به ذكر است در خصوص نمودار در جریان كه توسط بازرس كنترل كیفیت در داخل خط تولید نمونه گیری انجام می دهد برای راحتی و سهولت تعیین حالت كنترل یا خارج از كنترل از نمودار X , R استفاده می نماییم. در این صورت بازرس بدون نیاز به ماشین حساب محاسبات را انجام می دهد.

بعد از تثبیت حدود كنترل، هرگاه نقطه‌ای خارج از حدود كنترل قرار گیرد با توجه به Cpk آن در مورد اقلام تولیدی بین آخرین نقطه كه خارج از كنترل قرار گرفته و نقطه ماقبل آخر كه تحت كنترل بوده است، مطابق جدول زیر تصمیم‌گیری می‌گردد. البته زمانی از جدول زیر استفاده می‌شود كه ثبات و توانایی فرآیند به اثبات رسیده باشد.

لازم به توضیح است كه بازرسی های 100% مطابق با روش اجرایی كنترل محصول نامنطبق (FA-QC-PR-0003) صورت می‏گیرد.

تغییراتی كه در حین فرآیند، كمك به شناسایی علل‌های خاص می‌كند برحسب زیر می‌باشد:

1- تغییر اپراتور                                         2- تعویض مواد

3- تعویض شیفت                                     4- تعمیرات

5- تغییرات ماشین، قالب و فیكسچر             6- تغییرات ابزار

7- تغییرات روش‌ها                                    8- تنظیم ابزار

9- استراحت                                            10- سایر

8-5- حالت‌های تحت كنترل و خارج از كنترل، در کنترل فرآیند آماری SPC

1-8-5- حالت تحت كنترل:

در حالت JPJ ;KJVG کنترل فرآیند آماری، تنها تغییرات ذاتی در فرآیندها اثر می‌گذارند و نقاط ترسیمی داخل نمودارهای كنترل باید رفتاری شبیه تابع نرمال به شرح زیر داشته باشند:

الف- نقاط ترسیمی داخل نمودارهای كنترل، حالت طبیعی داشته باشند و تمام نقاط بین حدود كنترلی و به صورت تصادفی قرار گیرند.

ب- بیشتر تمركز نقاط نزدیك خط مركز باشد.

به عبارت دیگر حدود 26/68 درصد نقاط در فاصله (µ + s و µ – s) قرار گیرند. پس در حالت تحت كنترل، تمركز نقاط باید حول خط مركزی باشد.

ج- به ندرت نقطه‌ای نزدیك حدود UCL , LCL قرار گیرد.

به عبارت دیگر حدود 27/4 درصد نقاط در فواصل (µ + 3s و µ + 2s) و  (µ – 3s و µ – 2s) قرار گیرند. بنابراین تمركز نقاط نزدیك حدود كنترل باید كم باشد.

د- هر چه از خط مركزی به طرف حدود كنترلی حركت كنیم، تمركز نقاط باید كمتر شود.

2-8-5- حالت خارج از كنترل:

در حالت خارج از کنترل کنترل فرآیند آماری، علل خاص باعث می‌شود كه میانگین فرآیند یا انحراف معیار فرآیند یا هر دو تغییر كند. تعدادی قانون عمومی وجود دارد كه بر حسب آنها مشاهده هر یك از حالات زیر در نقاط ترسیمی نمودارهای كنترل به معنای حالت خارج از كنترل است. این قوانین برای كلیه نمودارها بجز نمودارهای انحراف معیار كاربرد دارد و به شرح زیر است:

1- یك نقطه خارج از حدود بالا یا پایین نمودار كنترل

2- نه نقطه پشت سر هم در یك طرف خط مركزی

3- شش نقطه پشت سر هم به صورت صعودی یا نزولی

4- چهارده نقطه به صورت پشت سر هم یك در میان بالا و پایین

5- دو نقطه از سه نقطه متوالی در حدود یك سوم انتهایی نمودار كنترل در یك طرف

6- چهار نقطه از پنج نقطه متوالی در حدود دو سوم انتهایی نمودار كنترل در یك طرف

7- پانزده نقطه پشت سر هم داخل حدود یك سوم از خط مركزی در هر دو طرف

8- هشت نقطه پشت سر هم خارج از حدود یك سوم از خط مركزی در هر دو طرف

9- رفتارهای آشفته و غیر تصادفی

10- رفتار سیكلی

برای نمودارهای انحراف معیار مانند R فقط در چهار وضعیت زیر فرآیند خارج از كنترل معرفی می‌گردد:

1- یك نقطه خارج از حدود كنترل UCL , LCL

2- نه نقطه پشت سر هم در یك طرف خط مركزی

3- شش نقطه پشت سر هم به صورت صعودی یا نزولی

4- چهارده نقطه پشت سر هم و به صورت یك در میان بالا و پایین

9-5- تجزیه و تحلیل فرآیند:

پس از اینكه وفق مراحل کنترل فرآیند آماری SPC علل خاص نوسان‌ها مورد توجه قرار گرفت و فرآیند تحت كنترل آماری قرار گرفت، نمودار كنترل آماری فرآیند همچنان ادامه خواهد یافت تا بر فرآیند كاملاً نظارت شود، توانایی فرآیند را نیز می‌توان محاسبه كرد چنانچه نوسان‌های ناشی از علل عام زیاد باشد فرآیند قادر به تولید خروجی‌هایی كه با خواسته مشتری مطابقت داشته باشد نخواهد بود. بنابراین فرآیند می‌بایست مورد بررسی قرار گیرد و تصمیم مدیریت جهت اقدام لازم بر روی سیستم، ضروری خواهد بود.

10-5- بازنگری نمودار مبنا:

چنانچه در یك دوره زمانی معین از پیش تعیین شده در روش اجرایی کنترل فرآیند آماری SPC هیچ نقطه‌ای خارج از حدود مبنا قرار نگیرد ابتدا باید حدود مبنا كنترل شوند تا صحت محاسبه آنها مورد تایید قرار گیرد. در صورت تایید حدود مبنا برای افزایش توانایی فرآیند و همچنین دستیابی به كیفیتی مناسب‌تر می‌توان حدود مبنا را تنگتر كرد. البته میزان كاهش فاصله بین حدود باید به اندازه‌ای باشد كه امكان اصلاح فرآیند در آن وجود داشته باشد در غیر اینصورت نتایجی غیرواقعی منعكس خواهد شد.

لازم به توضیح است درصورتی كه علل خاص ذكر شده در بند 5-8- در فرآیند تغییر ایجاد نماید حدود مبنا باید مورد بازنگری قرار گیرد.

برای بهینه‌سازی فرآیند لازم است كه این سه مرحله تكرار شود:

• 1- جمع‌آوری مناسب و به موقع ارقام
• 2- بررسی مداوم كاهش میزان نوسان‌ها از طریق استفاده كنترل آماری
• 3- تجزیه و تحلیل نوسان فرآیند و در نتیجه افزایش بهره‌وری از طریق كاهش نوسان متغیرهای فرآیند

11-5- محاسبه شاخص (CMK):

در روش CMK کنترل فرآیند آماری چنانچه بخواهیم از قابلیت توانایی یك ماشین برای تولید قطعه‌ای با كیفیت مطلوب مطلع شویم از شاخص توانایی ماشین CM و CMK به شرح ذیل استفاده می‌نماییم:

موارد استفاده:

• در مرحله خریداری ماشین یا قالب جدید
• بعد از تعمیرات اساسی ماشین یا قالب

محاسبه شاخص CM و CMK :

برای شناخت شاخص قابلیت ماشین باید شرایط حاكم بر فرآیند در بهترین حالت قرار بگیرند تا اثرشان بر میزان تغییرات قابلیت فرآیند در كمترین حد باشد. در این صورت با تعداد نمونه های 50 تایی یا بیشتر از آن و دریك فاصله زمانی كوتاه به محاسبه X و Sm می پردازیم كه در این صورت CMK > 1.67 می باشد.

درصورتی‌كه نمودار تحت كنترل باشد، شاخص توانایی ماشین را دقیقا مطابق فرمول CP, CPK و یا CPM, CPMK محاسبه می‌كنیم.

12-5- محاسبه شاخص (PPk):

درصورتی‌كه نمودار تحت كنترل نباشد، می توان با 50 نمونه متوالی از تولیدات ماشین در ابتدای تولید PPK را محاسبه كرد برای محاسبه شاخص PP و PPk از تعداد نمونه های بالا و محاسبه X و S استفاده می نماییم كه این مقادیر در دوره زمانی 3 ماهه محاسبه می گردد. در صورت نیاز می توان مطابق با روش اجرایی اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه به شماره FA-QA-PR-0002 اقدام نمود.

جدول شماره 2 – نمودارهای قابل استفاده در کنترل فرآیند آماری SPC

6- مدارك ذیربط

• روش اجرایی فنون آماری FA-QA-PR-0006

• روش اجرایی اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه      FA-QA-PR-0002

• روش اجرایی تجزیه تحلیل سیستمهای اندازه گیری MSA FA-QC-PR-0008

• SPC PLAN FA-QC-FR-0137