Инженерно-технологические методы управления качеством

• C_p – отношение поля допуска на характеристику качества к 6ст (см. формулу 3.8);

• затраты, связанные с плохим качеством (ЗПК) – затраты, связанные с переделкой, браком, предотвращением и разрешением проблем, экспертизой качества, измеряются в процентах от объема продаж;

• уровень разброса параметров – расстояние от среднего значения измеряемого параметра процесса до ближайшей границы допуска, измеренное в единицах стандартного отклонения ст.

Философия 6ст основана на том, что существует прямая корреляция между числом дефектов продукции, увеличением производственных затрат и уровнем удовлетворенности потребителей. В компании RBX Industries [23] создали номограмму характеристик методологии «Шесть сигм», отражающую взаимосвязи между ними и уровень качества различных процессов (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Взаимосвязи показателей качества, используемых в методологии «Шесть сигм»

Нижняя горизонтальная ось отражает уровень разброса параметров от 1 до 6а, а верхняя горизонтальная ось – ожидаемое DPMO. На левой вертикальной оси отображается индекс C_p, принимающий значение от нуля до двух, а на правой вертикальной оси – типичные значения показателя ЗПК.

Диагональная линия соответствует состоянию, когда все эти показатели находятся в однозначной связи друг с другом. Например, уровень разброса параметров в три единицы а соответствует значению C_p = 1, при этом DPMO равняется 66 811, а ЗПК – 30 %. На линии указано несколько конкретных точек, которые помогают пользователям лучше понять эти соотношения и представляют собой хорошую отправную точку для будущих оценок. Для сравнения можно легко нанести на диаграмму значения, достигнутые другими компаниями: среднее значение для отрасли, а также аналогичные показатели, относящиеся к поставщикам, потребителям или конкурентам.

Методология «Шесть сигм» основана на том, что процессы, для которых соблюдается условие C_p = 2,0, производят не более 3,4 дефектов на миллион возможностей. При этом учитывается, что центр распределения характеристики качества процесса при его реализации может сместиться в пределах 1,5 σ (см. рис. 5.7).

С учетом этого еще одним условием реализации методологии «Шесть сигм» является:

C_pk≤ 1,5. (5.5)

Здесь C_pk (индекс работоспособности, формула 3.12) может быть рассчитан как отношение расстояния от среднего значения измеряемого параметра процесса до ближайшей границы допуска к 3а (см. рис. 5.7).

В начале реализации процесса, когда среднее значение параметра процесса совпадает с серединой поля допуска, при C_p = 2 число дефектов не превышает 2 на 1 млрд (DPMO = 2 ррМ, рис. 5.6). Однако в конце реализации процесса (перед его поднастройкой) дефектность повышается до 3,4 ррМ. При обработке резанием смещение центра группирования размеров вызывается износом режущего инструмента, тепловыми деформациями элементов технологической системы, изменением уровня настройки и другими факторами. На рисунках ниже (см. рис. 5.6, 5.7) НГД (LSL) и ВГД (USL) – нижняя и верхняя границы допуска.

Характерной особенностью методологии «Шесть сигм» является повышенное внимание к взаимосвязям точностных характеристик процессов с финансовыми результатами работы компании. В рамках данной методологии принята показанная в табл. 5.3 классификация организаций по уровню вариабельности процессов и его соотношения с допуском [24, 25]. Данные в третьем столбце этой таблицы основаны на опыте компаний США и являются ориентировочными. Цифры во втором столбце учитывают поведение «хвостов распределений» и также не могут быть абсолютно точными, так как фактическое распределение показателя качества может существенно отличаться от расчетного (нормального).

Для реализации перечисленных выше технических и финансовых требований к процессам и организациям в методологии «Шесть сигм» предложено использовать комплекс методов. Некоторые из них являются оригинальными, многие – традиционными. К оригинальным можно отнести цикл непрерывного совершенствования процессов (DMAIC и др.), создание инфраструктуры для внедрения

Рис. 5.6. Схема использования принципа «6σ» в начале реализации процесса (среднее значение параметра процесса совпадает с серединой поля допуска документа)

в организации подхода «Шесть сигм» («черные пояса» и др.). К традиционным можно отнести широкое использование статистических методов (инструментов качества) для анализа, улучшения и контроля процессов, процессное описание бизнеса, командную форму организации работы, проектный подход к улучшению организации.

Рассмотрим особенности менеджмента качества в методологии «Шесть сигм».

При разработке концепции «Шесть сигм» в компании Motorola (США) использовалась классическая схема совершенствования процессов по циклу Шухарта‑Деминга (см. п. 1.8): «планируй – делай – проверяй – внедряй».

Вот как понимали в компании Motorola этапы этого цикла.

Первый этап – «планируй» – включал формулировки целей и задач, выявление ключевых параметров для достижения успеха, план совершенствования, выбор проекта и создание команды.

Второй этап – «делай» – включал обучение и тренировку плюс внедрение.

Третий этап – «проверяй» – предусматривал измерение улучшений, оценку эффективности, анализ и пересмотр проектов.

Четвертый этап – «внедряй» – предполагал корректировку внедрения, непрерывность совершенствования, стандартизацию, изучение потребителей, бенчмар‑кинг, перепроектирование.

Впоследствии в рамках концепции «Шесть сигм» цикл Шухарта – Деминга трансформировался в цикл MAIC (Measure («измеряй») – Analyze («анализируй») – Improve («улучшай») – Control («управляй»)). В последнее время наблюдается тенденция к дополнению этого цикла рядом стадий. Наиболее часто встречается вариант DMAIC – в начале цикла добавляется стадия Define («определяй»). Руководители Академии «Шесть сигм»[2]М. Хэрри и Р. Шредер считают, что эта программа состоит из восьми ступеней: Recognize («осознай») – DMAIC (как описано выше) – Standartize («стандартизируй») – Integrate («интегрируй»).

На рис. 5.8 [24] показано содержание цикла MAIC в масштабах организации (справа) и отдельного проекта (слева). М. Хэрри так описывает действия «черного пояса» (специалиста в области методологии «Шесть сигм» – см. ниже) при реализации этого цикла на уровне процесса [24].

Рис. 5.8. Этапы совершенствования процессов и организации по циклу MAIC

Фаза 1: измерение. «Черный пояс» выбирает одну или несколько критически важных для качества характеристик (КДК‑характеристик), намечает соответствующий процесс, осуществляет необходимые измерения, записывает результаты и оценивает кратковременную и долговременную воспроизводимость процесса.

Фаза 2: инализ. «Черный пояс» проводит бенчмаркинг ключевых производственных показателей. Вслед за этим часто проводят анализ разрывов и определяют, какие факторы способствуют и обусловливают достижение наилучших показателей в отрасли. В некоторых случаях становится очевидной необходимость переделать продукт и/или процесс.

Фаза 3: улучшение. Здесь «черному поясу» требуется обратить внимание на улучшение конкретных характеристик продукта, чтобы достичь целей по качеству и финансовых показателей. После этого характеристики диагностируются и выявляются основные источники изменчивости. Затем с помощью методов планирования эксперимента определяются ключевые переменные процесса. Для каждой переменной, оказывающей существенное влияние на процесс, устанавливаются технические требования (допуски) качества.

Фаза 4: управление. На этом этапе специалист документирует разработанный процесс и наблюдает за новыми состояниями процесса методами SPC (статистического управления процессами). После определенного периода работы нового процесса вновь производится оценка его воспроизводимости, чтобы обеспечить сохранение и гарантировать полученные выигрыши. В зависимости от результатов такого анализа иногда требуется возврат к одной или нескольким предыдущим фазам.

После того как пройдены 4 фазы для всех ключевых процессов, наступает прорывное улучшение в экономике и удовлетворении потребителей.

Инфраструктуру, которая создается в организации для внедрения методологии «Шесть сигм», составляют «чемпионы» и «спонсоры», «мастера черного пояса», «черные пояса», «зеленые пояса», «желтые пояса». Эта терминология была предложена при разработке и внедрении методологии «Шесть сигм» в компании Motorola одним ее сотрудником, страстным поклонником каратэ. Она романтизирует образ специалистов в области «Шесть сигм», привлекает к этой концепции дополнительный интерес.

Кратко поясним те функции, какие каждая из перечисленных категорий выполняет в рамках программы «Шесть сигм» [25] (курсивом в скобках дано соответствующее определение из глоссария General Electric [26]).

«Чемпионы» и «спонсоры». «Чемпион» – это обычно один из высших руководителей, знающий идеологию «Шесть сигм» и активно стремящийся к ее успешному внедрению (например, исполнительный вице‑президент компании). Кроме того, «чемпионами» обычно называют всех неформальных лидеров, которые применяют методы «Шесть сигм» в своей повседневной деятельности и делятся своими идеями при любой удобной возможности. «Спонсоры» – это владельцы процессов, которые помогают инициативе «Шесть сигм» и координируют соответствующую деятельность в пределах своей ответственности.

«Мастера черного пояса» – это лица, обладающие наивысшими техническими и организационными навыками. Они обеспечивают техническое руководство программами «Шесть сигм». «Мастера черного пояса» должны не только знать все, что знают «черные пояса», но они должны понимать, на чем основаны те или иные статистические методы, а также должны быть способны корректно применять эти методы в нестандартных ситуациях. Обычно «мастера черного пояса» сами обучают статистическим методам «черные» и «зеленые пояса».

(Прежде всего, это учителя. Они также проверяют и учат «черные пояса». Критерии отбора для «мастеров черного пояса» – это практические навыки и способность обучать и быть наставником. «Мастера черного пояса» целиком заняты этой работой.)

«Черные пояса» – это лица, прошедшие обучение и тренинг по специальной программе и посвящающие работе над проектами «Шесть сигм» 50‑100 % своего времени. В компании Polaroid этих людей называют «лидеры уменьшения вариабельности». Обучение «черных поясов» часто проходит по такой схеме: неделя обучения – 3–4 недели применения изученных методов на рабочем месте в процессе осуществления очередного проекта «Шесть сигм». Затем снова неделя обучения и т. д.

(Лидеры команд, отвечающие за измерение, анализ, улучшение и управление ключевыми процессами, влияющими на рост удовлетворенности потребителей и/или производительность. «Черные пояса» целиком заняты этой работой.)

«Зеленые пояса» – это лидеры конкретных проектов, возглавляющие соответствующие команды. Они получают уменьшенный курс обучения (6‑10 дней) и, в отличие от «черных поясов», тратят на проекты «Шесть сигм» лишь небольшую часть своего времени.

(Аналогичны «черным поясам», но заняты этой работой не все время.)

«Желтые пояса» – зачастую это временные рабочие, которые прошли вводное обучение инструментам DMAIC, чтобы могли осознанно участвовать в работе команд, возглавляемых «черными» и «зелеными поясами».

Ориентировочно количество некоторых из перечисленных групп выглядит следующим образом: принято считать, что для компании с численностью 1 тыс. человек желательно иметь 1 «мастера черного пояса» и 10 «черных поясов», 50–70 проектов «Шесть сигм» в год (по 5–7 проектов на «черный пояс» в год). При этом экономия от одного проекта в среднем составляет $150–240 тыс.

М. Хэрри и Р. Шредер предлагают такую оценку: организации нужен 1 «черный пояс» на каждые $10 млн оборота. Таким образом, для компании GE с оборотом $190 млрд нужно примерно 19 тыс. «черных поясов».

В основе методологии «Шесть сигм» лежит применение статистических методов для анализа, улучшения, контроля качества продукции. В отличие от других известных систем менеджмента качества (СМК) (TQM, на основе МС ISO 9000 и др.), где эти методы весьма трудно внедряются в практику, в методологии «Шесть сигм» они широко используются и в ряде случаев весьма эффективны. Каковы же причины успешного применения этой методологии и широкого распространения в развитых странах? Они могут быть сформулированы следующим образом.

1. Универсальность методологии, возможность ее применения для улучшения всех процессов организации (проектирования, производства, финансовой деятельности, отношений с потребителями и т. д.).

2. Интеграция процессного подхода, поэтапного решения проблем на основе отдельных проектов и командной работы, более полного использования человеческого фактора путем создания инфраструктуры, включающей подготовленных специалистов с повышенной мотивацией. Отсутствие такой инфраструктуры, по мнению ряда авторов, привело к провалу около 80 % всех проектов внедрения TQM в недавнем прошлом.

3. Ориентация на конечный финансовый результат. Ни один проект «Шесть сигм» не получает одобрения, пока не определен его конечный результат в виде прибыли.

4. Объединение инструментов совершенствования в единую систему. Упорядоченный подход в основе цикла MAIC (или его аналога), плюс строгая ограниченность проектов во времени (от трех до шести месяцев), плюс эффективное использование известных и мощных методов с помощью хорошо обученных команд – все это вместе и создало столь высокую результативность.

Наряду со сторонниками концепция «Шесть сигм» имеет и противников [27]. Оценки последних можно сформулировать следующим образом.

1. Концепция «Шесть сигм» является оценочной, не содержит ничего нового для предотвращения дефектов. Методы оценки качества не являются средством его улучшения.

2. Высокая эффективность методологии в ряде крупных компаний объясняется низким исходным уровнем качества их продукции. В подобных условиях высокую эффективность демонстрируют и другие СМК.

3. Современные подходы делают упор на совершенствование продукции путем улучшения ее планирования, проектирования и производства, ужесточения требований к качеству, а не на установление допустимого числа дефектов тем или иным способом.

4. Большинство «черных поясов» признают, что 90 % улучшений достигается с помощью 20 % полученного ими обучения.

5. Программы «Шесть сигм» эффективны только в компаниях с сильной директивной культурой («мастера черного пояса» сообщают, что тратят до 60 % времени на сбор данных и отчетность по проектам). Если нажим сверху ослабеет, все усовершенствования остановятся.

6. Обучение корпоративного клиента в академии «Шесть сигм» стоит от $1 млн и больше – это приемлемо только для огромных компаний.

7. Концепция «Шесть сигм» не использует систему глубинных знаний Демин‑га и не предполагает изменения культуры организации и ее стиля менеджмента, поэтому это – очередное модное проходящее увлечение, приносящее огромную прибыль тем, кто им торгует.

[1]Под числом возможностей понимается произведение числа единиц продукции на число КДК характеристик единицы продукции.

[2]Академия «Шесть сигм» (г. Скотсдейл, штат Аризона, США) готовит специалистов в области применения методологии «Шесть сигм».