QUY TRÌNH KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊTS16949

HÖÔÙNG DAÃN PHAÂN TÍCH HEÄ THOÁNG ÑO LÖÔØNG QUY TRÌNH KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ (SPC) Người biên soạn Người kiểm tra Phê duyệt Sửa đổi lần Ngày sửa đổi Người sửa Người kiểm tra Phê duyệt Diễn giải I Mục đích Hướng dẫn cách thức sử dụng các biểu đồ kiểm soát cơ bản Hướng dẫn cách thức kiểm soát và phân tích quá trình qua biểu đồ kiểm soát Xác định trách nhiệm và hướng dẫn thực hiện nghiên cứu năng lực quá trình ban đầu(initial process study) Xác định trách n.

QUY TRÌNH KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ

(SPC)

Sửa

Người kiểm

I Mục đích

- Hướng dẫn cách thức sử dụng các biểu đồ kiểm soát cơ bản

- Hướng dẫn cách thức kiểm soát và phân tích quá trình qua biểu đồ kiểm soát

- Xác định trách nhiệm và hướng dẫn thực hiện nghiên cứu năng lực quá trình ban đầu(initial process study)

- Xác định trách nhiệm và hướng dẫn kiểm soát liên tục quá trình

II Phạm vi áp dụng

- Ap dụng cho các quá trình sản xuất có ảnh hưởng trực tiếp đến các đặc tính riêng (special characteristics)

III Tài liệu viện dẫn

- Hệ thống quản lý chất lượng TS 16949

- Tài liệu Statistical Process Control manual

IV Định nghĩa từ viết tắt

1 Các định nghĩa:

 SPC(Statistical Process Control): Kiểm Soát Quá Trình Bằng Phương Pháp Thống Kê

 Variation- dao động hay biến thiên: Sự thay đổi hay biến động của một đặc tính cụ thể, giúp xác định mức độ ổn định hay khả năng dự đoán trước kết quả quá trình Thường phụ thuộc 5M +1E ( man, machine, material, method, measurement) và môi trường

 Dữ liệu liên tục(variable data) có thể biểu diễn trên biểu đồ dưới dạng biểu đồ phân bố Các biểu đồ phân bố có thể khác nhau ở:

Vị trí

Bề rộng

Hình dạng

 Các nguyên nhân biến thiên:

Nguyên nhân thông thường(COMMON CAUSE): lập lại đều đặn, ổn định qua thời gian, đầu

ra của quá trình có thể dự báo trước Khi biến động bởi nguyên nhân thông thường – Quá trình được xem ở trong tình trạng kiểm soát

Nguyên nhân đặc biệt(SPECIAL CAUSE): xảy ra không liên tục, không dự báo được làm cho quá trình trở nên không ổn định Dấu hiệu cho thấy có nguyên nhân đặc biệt khi các điểm dữ liệu nằm ngoài đường giới hạn kiểm soát hay có xu hướng

 Quá trình trong điều kiện ổn định hay trong tình trạng kiểm soát thống kê: khi các dữ liệu nằm trong

giới hạn kiểm soát và không có điểm bất thường hoặc xu hướng

2 Qui định từ viết tắt

- SPC: Statistical Process Control

V Nội dung

5.1 Control chart - biểu đồ kiểm soát:

5.1.1 Tổng quát:

 Biểu đồ kiểm soát thường được sử dụng như một kỹ thuật thống kê trong phân tích quá trình hoặc đầu ra của quá trình để có hành động thích hợp nhằm đạt được kết quả dự định và duy trì tình trạng kiểm soát quá trình(qua thống kê) và cải tiến năng lực quá trình

 Giúp xác định các nguyên nhân đặc biệt qua thể hiện:

 Các giá trị vượt qua giới hạn kiểm soát

 Xu hướng hay giá trị không bình thường

Nguyên nhân thông thường

Nguyên nhân đặc biệt

 Phát hiện các biến động trong đo lường quá trình để:

 Giảm mức độ dao động

 Phòng ngừa sai lỗi/lãng phí

 Biểu đồ kiểm soát có thể được phân thành hai dạng theo mục đích sử dụng:

 Biểu đồ phân tích quá trình: sử dụng để xác định xem quá trình có được kiểm soát hay không Biểu đồ kiểm soát loại này được tạo ra bằng các đường kiểm soát dựa trên các dữ liệu được ghi lại và cho phép hiểu rõ điều kiện quá trình tại thời điểm thu thập dữ liệu Nếu các dữ liệu chưa được ghi chép thì cần phải ghi chép chính xác điều kiện quá trình và thu thập dữ liệu để lập biểu đồ kiểm soát

 Biểu đồ kiểm soát quá trình: dùng để xác định tình trạng bất thường của quá trình Biểu đồ kiểm soát loại này được tạo ra bằng cách đánh dấu các dữ liệu hàng ngày và sử dụng các đường kiểm soát của biểu đồ kiểm soát phân tích quá trình

5.1.2 Ba giai đoạn cơ bản của quá trình kiểm soát qua thống kê

a Thu thập dữ liệu: thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ

b Kiểm soát:

 Tính đường giới hạn kiểm soát (UCL và LCL) từ dữ liệu quá trình

 Chú ý: giới hạn kiểm soát(control limit) không phải là giới hạn kỹ thuật(specification limit)

 Xác định nguyên nhân đặc biệt gây biến động và có hành động thích hợp

c Phân tích và cải tiến:

 Lượng hoá các nguyên nhân thông thường và đưa ra hành động để giảm thiểu

5.1.3 Chuẩn bị cho sử dụng biểu đồ kiểm soát.

 Thiết lập môi trường thích hợp cho hành động

 Xác định quá trình cần phân tích hoặc kiểm soát

 Xác định đặc tính sản phẩm cần giám sát qua xem xét:

 Yêu cầu của khách hàng

 Vị trí có vấn đề tiềm ẩn hoặc vấn đề hiện tại

 Mối liên quan giữa các đặc tính

 Xác định hệ thống đo lường

 Giảm thiểu các biên thiên

5.1.4 Các dạng dữ liệu.

 Dữ liệu liên tục hay đo được: vd: đường kính, độ dày

 Dữ liệu dạng rời rạc hay đếm được: đạt / không đạt – có thể đếm được VD: tỉ lệ sản phẩm hỏng, số khuyết tật

5.1.5 Các loại biểu đồ kiểm soát:

 Dữ liệu liên tục hay đo được:

 Biểu đồ kiểm soát X – R

 Biểu đồ kiểm soát X~– R

 Biểu đồ kiểm soát X

 Dữ liệu dạng rời rạc hay đếm được:

 Biểu đồ kiểm soát pn

 Biểu đồ kiểm soát p

 Biểu đồ kiểm soát c

 Biểu đồ kiểm soát u

5.1.6 Cách sử dụng biểu đồ kiểm soát cho dữ liệu dạng liên tục.

A Biểu đồ X bar - R

A.1 Giới thiệu Biểu đồ X bar – R.

 Đây là biểu đồ được sử dụng rộng rãi nhất Bao gồm một biểu đồ X bar sử dụng để kiểm tra sự thay đổi của giá trị trung bình và một biểu đồ kiểm soát R để kiểm tra sự thay đổi về độ biến động

 X bar và R thường được vẽ thành 1 cặp, X bar ở trên và R ở dưới

A.2 Trình tự vẽ:

 Xác định tần suất thu thập dữ liệu và cỡ mẫu (thường chọn cỡ mẫu = 100 mẫu)

 Chia dữ liệu thành từng nhóm phụ(mỗi nhóm phụ có từ 4 - 5 mẫu), khoảng từ 20-25 nhóm phụ

 Ghi nhận dữ liệu vào bảng

 Tính giá trị trung bình của mỗi nhóm phụ X

X1, X2 là giá trị riêng của từng mẫu trong nhóm phụ và n là số mẫu trong nhóm phụ

 Tính độ rộng R của mỗi nhóm phụ(GT max- GT min)

 Tính giá trị trung bình tổng các nhóm phụ X

Với k là số nhóm phụ

 Tính giá trị trung bình R

Với k là số nhóm phụ

 Tính đường kiểm soát:

UCLX = X + A2R đường giới hạn kiểm soát trên biểu đồ X

LCLX = X - A2Rđường giới hạn kiểm soát dưới biểu đồ X

UCLR = D4R: đường giới hạn kiểm soát trên biểu đồ R

LCLR = D3R: đường giới hạn kiểm soát dưới biểu đồ R

Với :

A2: hệ số chỉ ra mối quan hệ giữa R và 3ˆ / n

D3 : hệ so chỉ ra mối quan hệ giữa R và LCL của biểu đồ kiểm soát R Ký hiệu “-“ trong D3 chỉ

ra rằng LCL không áp dụng

D4: hệ so chỉ ra mối quan hệ giữa R và UCL của biểu đồ kiểm soát R

* Giá trị của các hệ số tra trong Bảng hệ số biểu đồ kiểm soát

 Vẽ biểu đồ kiểm soát X – R

X bar và R thường được vẽ thành 1 cặp, X bar ở trên và R ở dưới Giá trị của X và R được thể

hiện trên trục Y(trục đứng), trình tự của các nhóm phụ qua thời gian được thể hiện trên trục X (trục ngang) Giá trị của các điểm thể hiện cho R và X được liên kết qua trục Y.

 Vẽ đường trung tâm( central line) của biểu đồ X : X

 Vẽ đường giới hạn trên của biểu đồ X : UCL X

 Vẽ đường giới hạn dưới của biểu đồ X : LCLX

 Vẽ đường trung tâm(center line) của biểu đồ R: R

 Vẽ đường giới hạn trên của biểu đồ R: UCLR

 Vẽ đường giới hạn dưới của biểu đồ R: LCLR

A.3 Đọc hiểu biểu đồ để đánh giá tình trạng ổn định:

 Một quá trình trong trạng thái ổn định hay trong tình trạng kiểm soát: nếu các điểm dữ liệu

không nằm ngoài các giới hạn kiểm soát hoặc không tạo ra xu hướng Các điểm sau đây cũng chỉ ra quá trình được kiểm soát:

 25 hoặc hơn các điểm dữ liệu nằm trong giới hạn kiểm soát

 Trong số 35 điểm dữ liệu chỉ có 1 điểm dữ liệu nằm ngoài đường giới hạn kiểm soát mà qua điểm này cũng không xác định được có điểm bất thường

 Trong số 100 điểm dữ liệu, chỉ có một hoặc 2 điểm dữ liệu nằm ngoài giới hạn kiểm soát mà qua điểm này cũng không xác định được có điểm bất thường

 Một quá trình trong trạng thái không ổn định ( bất thường) hay không trong tình trạng kiểm soát trong những trường hợp sau:

 Các điểm dữ liệu hoặc một số điểm dữ liệu nằm ngoài ( trên hoặc dưới ) đường giới hạn kiểm soát

 Mặc dù các điểm dữ liệu nằm trong giới hạn kiểm soát, nó chỉ ra một trong các xu hướng sau:

1.Dạng một bên đường tâm

 7 điểm liên tiếp ở một bên đường tâm

 10 trong 11 điểm liên tiếp

 12 trong 14 điểm liên tiếp

 14 trong 17 điểm liên tiếp

 16 trong 17 điểm liên tiếp

 16 trong 20 điểm liên tiếp

2 Dạng xu hướng :

07 điểm liên tiếp, tiếp tục tăng hay giảm

3 Dạng chu kỳ

4 Dạng kề cận các đường kiểm soát:

 2 trong 3 điểm

 3 trong 07 điểm

 4 trong 10 điểm



5 Dạng tập trung chung quanh đường tâm

A.4 Ap dụng biểu đồ kiểm soát :

 Chọn các chỉ tiêu chất lượng quan trọng cần kiểm soát (ví dụ các đặc tính riêng), chỉ tiêu phải đo để cho phép can thiệp kịp thời vào quá trình sản xuất

 Lập biểu đồ kiểm soát để phân tích

 Xây dựng một biểu đồ kiểm soát đề kiểm soát quá trình

 Kiểm soát quá trình sản xuất

 Tính toán lại các đường kiểm soát khi có sự thay đổi:

 Qui trình công nghệ

 Nguồn nguyên vật liệu

A.5 VÍ DỤ:

BẢNG THỐNG KÊ DỮ LIỆU BIỂU ĐỒ KIỂM SOÁT X - R

Biểu đồ KS X

UCL= X + A2R

LCL= X - A2R

Biểu đồ KS R UCL= D4R

LCL= D3R

X = 49.99 R= 4.65

A.6 Bảng hệ số biểu đồ kiểm soát

Cỡ

mẫu n Biểu đồ kiểm soát

X

kiểm soát

X~

Biểu đồ kiểm soát X

10 0,308 3,078 0,3249 0,223 1,777 0,363 0,975

d2: hệ số chỉ ra mối quan hệ của R và độ lệch chuẩn ˆ với một giá trị n cụ thể

A2: hệ số chỉ ra mối quan hệ giữa R và 3ˆ / n

D3 : hệ so chỉ ra mối quan hệ giữa R và LCL của biểu đồ kiểm soát R Ký hiệu “-“ trong D3 chỉ ra rằng LCL không áp dụng

D4 : hệ so chỉ ra mối quan hệ giữa R và UCL của biểu đồ kiểm soát R

B Biểu đồ kiểm soát X~-R.

 Việc áp dụng và phương pháp áp dụng tương tự như biểu đồ X bar – R chỉ thay thế giá trị X bằng trung vịX~ (giá trị giữa của cỡ mẫu trong nhóm phụ) Kém hiệu quả hơn trong việc phát hiện những sự bất thường so với biểu đồ X - R

 Phân tích và đọc hiểu biểu đồ như biểu đồ X - R

C.Biểu đồ kiểm soát X (Biểu đồ kiểm soát X – Rs).

 Biểu đồ kiểm soát X dùng các giá trị đo riêng trong các trường hợp sau:

 Khi chỉ có một giá trị đo ( ví dụ: năng lượng tiêu thụ trong 1 ngày )

 Khi quá trình là hoàn toàn tương tự nhau và một giá trị đơn lẻ cũng đủ để trình bày quá trình (ví dụ : nồng độ cồn )

 Khi giá trị đo là thời gian tiêu tốn và chi phí ( ví dụ : một số phân tích hoá chất )

 Đường giới hạn kiểm soát của biểu đồ X: UCL = X + E2R s

LCL = X - E2R s trong đó E2= nA2

 Phân tích và đọc hiểu biểu đồ như biểu đồ X - R

5.1.7 Biểu đồ kiểm soát cho dạng dữ liệu rời rạc:

 Biểu đồ đối với giá trị rời rạc chỉ sử dụng một biểu đồ Phương pháp xác định các đường giới hạn kiểm soát khác với biều đồ giá trị liên tục nhưng về khái niệm cơ bản thì hoàn toàn giống nhau

 Bảng phân loại biểu đồ với giá trị rời rạc:

Dạng số

liệu: giá

trị rời

rạc

Biểu Đồ Kiểm

Soát p Biểu đồ kiểm soát tỉ lệ khuyết tật Cỡ nhóm thay đổi, quá trình được kiểm soát bởi tỉ lệ khuyết tật mà không phải bởi số sản

phẩm khuyết tật Biểu Đồ Kiểm

Soát pn

Biểu đồ kiểm soát số sản phẩm khuyết tật

Số khuyết tật trong một bộ phận đặc thù hay sản phẩm: Cỡ nhóm không thay đổi , quá trình được kiểm soát bởi số sản phẩm khuyết tật Biểu Đồ Kiểm

Soát u

Biểu đồ kiểm soát số lượng khuyết tật trên một đơn vị(VD: chi tiết cửa xe ô tô có bao nhiêu lỗi hoặc số khuyết tật trên 1 mét vải)

Số lượng khuyết tật trên một đơn vị sản phẩm (vết nứt & lỗ nhỏ trong các vùng khác nhau theo chiều dài thể tích,…): Cỡ nhóm thay đổi,

vì vậy quá trình được kiểm soát bởi số khuyết tật trên một đơn vị sản phẩm

Biểu đồ Kiểm

Soát c

Biểu đồ kiểm soát số lượng khuyết tật

Cỡ nhóm không đổi, vì vậy quá trình được kiểm soát bởi số khuyết tật

A Biểu đồ kiểm soát p: được dùng để kiểm soát quá trình, cỡ mẫu của các nhóm không như nhau

A.1 Trình tự vẽ:

1 Xác định số nhóm phụ và cỡ mẫu

 Số mẫu trong mỗi nhóm phụ khoảng từ 50 đến 200 mẫu hay hơn nữa Số mẫu chênh lệch giữa các nhóm phụ tốt nhất không lớn hơn 25%

 Số nhóm phụ từ 25 hay lớn hơn

2 Tính tỉ lệ sản phẩm khuyết tật p trong mỗi nhóm phụ:

n: số sản phẩm kiểm tra trong nhóm phụ

np: tổng sản phẩm khuyết tật tìm thấy trong nhóm phụ

p =

n

np

3 Tính giới hạn kiểm soát

 Tính giá trị trung bình của tỉ lệ sản phẩm khuyết tật trong quá trình p

Với k: là số nhóm phụ

n1p1, n2p2, ; n1, n2, là số tổng sản phẩm khuyết tật tìm thấy trong mỗi nhóm phụ và số sản phẩm kiểm tra trong nhóm phụ

 Tính đường giới hạn kiểm soát trên và dưới:

Với n là hằng số: cỡ mẫu tại mỗi nhóm phụ như nhau

Lưu ý:

 Khi cỡ mẫu n của mỗi nhóm phụ khác nhau , tính giới hạn kiểm soát cho mỗ i nhóm và sử dụng kết quả tính làm giới hạn cho mỗi điểm dư liệu và đường trung tâm không thay đổi Khi

vẽ vào biểu đồ kiểm soát các đường giới hạn kiểm soát có dạng sóng

 Nếu cỡ mẫu n khác nhau nhưng không lớn hơn 25% co thể tính gần đúng giới hạn kiểm soát

bằng cách sử dụng giá trị trung bình n , thay thế n trong công thức bằng n với n =

k

n

k i



 1

 Khi giá trị p thấp hay n nhỏ, thì LCL đôi khi là số âm khi đó không có giới hạn LCL

4 Vẽ biểu đồ:

 Trục tung: biểu thị dữ liệu về tỉ lệ sản phẩm khuyết tật

 Trục hoành: biểu thị số nhóm phụ

 Vẽ đường trung tâm: p

 Vẽ đường giới hạn kiểm soát UCLp và LCLp

Ví dụ : Biều đồ p có n không đổi

* Biểu đồ p có n thay đổi

A.2 Đọc và hiểu biểu đồ:

 Cách thức đọc và hiểu biểu đồ như biểu đồ kiểm soát X - R

B Biểu đồ kiểm soát pn: được dùng để kiểm soát quá trình, khi cỡ mẫu của các nhóm phụ như nhau

 Việc áp dụng và phương pháp áp dụng tương tự như biểu đồ p chỉ khác khác cỡ mẫu n là như nhau

 Tính giới hạn kiểm soát:

 Tính giá trị trung bình của sản phẩm khuyết tật trong quá trình: n p

Với k: là số nhóm phụ

np1, np2, ; n là số tổng sản phẩm khuyết tật tìm thấy trong mỗi nhóm phụ và số sản phẩm kiểm tra trong nhóm phụ

 Tính đường giới hạn kiểm soát trên và dưới :

 Cách thức đọc và hiểu biểu đồ như biểu đồ kiểm soát X - R

C Biểu đồ kiểm soát c và u

 Tham khảo trong trang 113- 117 Statistical Process Control manual

5.2 Năng lực quá trình

5.2.1 Khái niệm:

 Năng lực quá trình (process capability): khả năng của một quá trình công việc để sản xuất ra các sản phẩm có dung sai thông số kỹ thuật mong muốn hay tỉ lệ khuyết tật cho phép (dung sai nằm trong khoảng cho trước theo thiết kế) trong một giai đoạn lâu dài nào đó

 Biến động vốn có của quá trình(Inherent process variation): phần biến động của quá trình chỉ do nguyên nhân thông thường Biến động này có thể được ước tính qua biểu đồ kiểm soát X – R bởi biểu thức R/d2 (d2 được tra trong bảng hệ số biểu đồ kiểm soát – mục A.6)

 Biến động tổng của quá trình(total process variation): bao gồm biến động do cả hai nguyên nhân thông thường và đặc biệt Biến động này có thể được tính qua độ lệch chuẩn

Với xi là giá trị đo được riêng của từng mẫu, X là giá trị trung bình của các mẫu, n: tổng số mẫu đo

 Cp: chỉ số năng lực quá trình(process capability) sử dụng cho trường hợp quá trình là ổn định và không quan tâm tới mức độ tập trung của quá trình(process center)

Với ˆ = R/d2

USL: giới hạn kỹ thuật trên

LSL: giới hạn kỹ thuật dưới

 CPU - chỉ số năng lực trên và được tính bằng: CPU =( USL - X )/ 3ˆ với ˆ = R/d2

 CPL - chỉ số năng lực dưới và được tính bằng: CPL =( X - LSL)/ 3ˆ với ˆ = R/d2

 Cpk - chỉ số năng lực quá trình cho trường hợp quá trình là ổn định và xác định mức độ tập trung của quá trình, Cpk = min (CPU và CPL)

 Pp - chỉ số thực hiện quá trình(process performance) sử dụng cho trường hợp Biến động tổng của quá trình và không quan tâm tới mức độ tập trung của quá trình

Với :

 Ppk-chỉ số năng lực quá trình(process performance) sử dụng cho trường hợp biến động tổng của quá trình và xác định mức độ tập trung của quá trình

 Ppk= min (CPU và CPL) với CPU =( USL - X )/ 3ˆ s và CPL =( X - LSL)/ 3ˆ s với

5.2.1 Nghiên cứu năng lực quá trình ban đầu

A Quy định chung

 Nghiên cứu năng lực quá trình ban đầu được thực hiện để xác nhận khả năng của của quá trình sản xuất ra các sản phẩm đáp ứng yêu cầu của khách hàng

 Nghiên cứu năng lực quá trình ban đầu được thực hiện cho các hoạt động thiết kế và thử nghiệm quá trình sản xuất

 Nhân viên quản lý chất lượng và nhóm QSC có trách nhiệm thực hiện nghiên cứu năng lực quá trình

B Thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ.