Сергей Яковлевич Гродзенский
Менеджмент качества. Учебное пособие

[битая ссылка] ebooks@prospekt.org

ВВЕДЕНИЕ

ХХ век в действительности был веком

производительности. Я думаю, мы с

уверенностью можем сказать, что

приближаемся к веку качества.

Джозеф Джуран (1994 г.)

Разработанные в США в первой половине ХХ в. приемы менеджмента (от англ. management – управление, организация) качества, основанные на статистических методах, были затем применены в Японии и, получив там развитие, помогли Стране восходящего солнца осуществить экономическое чудо, которое затем произошло во многих странах, но, к сожалению, до сих пор не наблюдается в России.

И все-таки хочется верить, что пророчески звучат слова русского философа Ивана Ильина (1882–1954), писавшего еще в 1928 г. («Русский колокол», № 4, с. 3–4): «Верим и знаем: придет час, и Россия восстанет из распада и унижения и начнет эпоху нового расцвета и нового величия. Но возродится она и расцветет лишь после того, как русские люди поймут, что спасение надо искать в качестве!.. Всмотритесь в пути и судьбы России, вдумайтесь в ее крушение и унижение… И вы увидите, что все основные затруднения ее были от объема и количества…».

Во многих западноевропейских языках слово «качество» (англ. – quality, франц. – qualite, итал. – qualita, нем. – qualitat, португ. – qualitade) происходит от латинского quails, что означает – какой или из чего сделан продукт, а наука об измерении качества получила название «квалиметрия» (от лат. «квалис» и древнегреч. «метрео» – измерять).

Основные функции управления были сформулированы в 20-е годы ХХ в. французским экономистом, представителем научного менеджмента Анри Файолем (1841–1925): «Управлять – значит прогнозировать и планировать, организовывать, руководить командой, координировать и контролировать». Управление качеством на современном этапе представляет собой триаду из трех главных составляющих: планирование высокого качества, контроль показателей качества в процессе производства и улучшение качества с целью сокращения потерь.

Управление качеством продукции приобретает все большее значение, поскольку более качественный товар повышает шансы в конкурентной борьбе за рынки сбыта любого производителя. Высокое качество при низкой цене – стратегия производителей для выживания в бизнесе, означающая, что качество никогда не бывает слишком высоким, а издержки производства – достаточно низкими.

Существуют три постоянные стратегические цели управления качеством:

– установление нормативных требований к качеству исходя из пожеланий потребителей и законодательно установленных норм;

– обеспечение полного соответствия фактических показателей качества нормативным требованиям;

– оптимизация затрат на обеспечения требуемого качества продукции.

Составными частями комплексного подхода к решению проблемы качества являются стандартизация, метрология и оценка соответствия.

Контроль и управление качеством основаны на выводах математической статистики – раздела математики, посвященного методам сбора, систематизации, обработки и интерпретации статистических данных, а также использованию их для научных или практических выводов.

Под статистическими данными обычно понимают сведения, факты и любую числовую информацию относительно большой группы однородных объектов, извлекаемую из результатов выборочных обследований и вообще любую систему количественных данных, которые можно использовать для анализа ситуации и принятия решения. Уильяму Томсону принадлежит такое определение: «Статистика – это математическая теория того, как узнать нечто о мире через опыт». Математическая статистика предполагает вероятностную природу данных наблюдений, поэтому она основана на понятиях и методах теории вероятностей – вывод, сделанный на основе статистики, рассматривается в терминах теории вероятностей. Вероятностные закономерности проявляются в статистических данных в силу закона больших чисел Якоба Бернулли, доказавшего, что при большом числе испытаний частота события близка к его вероятности.

Один из восьми принципов менеджмента качества, сформулированных в стандартах ИСО серии 9000 – «Принятие решений, основанных на фактах», что означает умение отличать достоверные и надежные факты от ложных или сомнительных. Стандарты серии ИСО 9000 определяют применение статистических методов как самостоятельного элемента системы качества предприятий, в соответствии с ними утвержден и введен в действие отечественный стандарт ГОСТ Р ИСО/ТО 10017–2005. Статистические методы. Руководство по применению в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001.

Применяемые на промышленных предприятиях статистические методы условно делятся на три группы.

1. Статистические методы анализа (изучение причин дефектов, оценка эффективности принимаемых мер), которые необходимы для сертификации и аттестации продукции. При этом изучается вид плотности распределения контролируемого параметра, применяются специальные методы (анализ допусков, корреляционный и дисперсионный анализ), и с их помощью сопоставляется значение достигнутого уровня качества с требованиями технических условий или анализируется нарушение производственного процесса.

2. Статистическое регулирование технологических процессов (представляет собой контроль, совмещенный с управлением), позволяющее своевременно выявлять нарушения в производстве (разладка технологического процесса или оборудования), что позволяет существенно сокращать издержки предприятия, связанные с выпуском бракованной продукции.

3. Статистический приемочный контроль (контроль готовых партий продукции, принятие решения о приемке либо браковке). Планирование выборочного приемочного контроля необходимо для входного контроля сырья, материалов, комплектующих изделий, межоперационного контроля, при передаче продукции из цеха в цех, а также для проведения приемо-сдаточных испытаний готовой продукции. Грамотно спланированный выборочный приемочный контроль позволяет наиболее полно защищать интересы как поставщика, так и потребителя.

В результате изучения настоящего курса студент должен:

– знать терминологию в области менеджмента качества, основные методы контроля и статистического регулирования технологических процессов;

– знать основные принципы Всеобщего управления на основе качества;

– уметь планировать контрольные испытания на надежность, в том числе с использованием математического моделирования;

– иметь представление о методах обеспечения качества изделий радиоэлектроники.

Одна из главных задач курса – привить слушателям статистическое мышление, которое не сводится только к использованию статистических методов, а является точкой зрения, взглядом на мир, помогающим принимать эффективные решения благодаря системному подходу к возникающим проблемам.

Актуальны слова выдающегося квалитолога У. Шухарта: «Эффективность статистики будет зависеть в меньшей степени от существования отряда статистиков, имеющих превосходную подготовку, чем от подготовки всего поколения, воспитанного в духе статистики».

Настоящее учебное пособие в какой-то мере является развитием работ [1–4].

1. ЭВОЛЮЦИЯ МЕТОДОВ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА

Почему люди так любят изучать

свое прошлое, свою историю?

Вероятно, потому же, почему

человек, споткнувшись с разбега,

любит, поднявшись, оглянуться

на место своего падения.

В.О. Ключевский

Древняя латинская пословица гласит: Historia est magistra vitae (История – учитель жизни). Подобно тому, как знание основ всемирной истории всегда считалось показателем образованности человека, в наши дни становится общепризнанным, что культурный человек должен знать историю области знания, которой занимается профессионально. Трудно представить себе современного физика, никогда не слышавшего о Ньютоне и Эйнштейне, химика, не имеющего понятия, кто такой Менделеев, математика, не знающего о Пифагоре. Точно так же специалистам по качеству, стандартизации и сертификации, исследователям в смежных областях надо знать классиков квалитологии, добившихся выдающихся результатов задолго до того, как эта наука обрела современное название [5].

Начало понимания человеком значения качества относится к далекому прошлому, это произошло за много веков до н. э. В 1760 г. до н. э. представитель I Вавилонской династии царь Хаммурапи (1792–1750 до н. э.) составил законодательный кодекс – Законы Хаммурапи, один из которых касается ответственности за качество продукции. Согласно этому кодексу «строителя, если тот построит дом и сделает свою работу непрочно, из-за чего построенный дом обвалится и причинит смерть хозяину жилища, должно убить; если из-за плохого качества дома будет травмирован сын хозяина дома, должно соответственно травмировать сына строителя; если погибнет достояние, строитель должен возместить все, что погубил».

Проблема качества возникла в период ломки натурального хозяйства и становления товарного производства. В 1549 г. в университете г. Падуя (Италия) учреждается первая в мире кафедра товароведения (итал. merceologia), основными объектами научных исследований которой являются качество, стандартизация и ассортимент товаров.

По-видимому, первым государственным деятелем России, обратившим внимание на качество изделий, был Петр I. Петровская эпоха характеризовалась развитием промышленного производства, активизацией и расширением внешней торговли, что требовало введения высоких требований к качеству отечественных товаров, поставляемых на европейские рынки. Контроль экспортируемого Россией сырья осуществляли специально созданные бракеражные комиссии, которые в свое время играли роль, ныне отводимую отделам технического контроля (ОТК). С реформами первого императора России связано начало стандартизации в нашей стране.

Первую математическую постановку задачи, связанную с контролем качества, предпринял английский математик Томас Симпсон в книге «Природа и законы случая» (1740 г.). Он формулирует следующую задачу: имеется данное число вещей различного сорта – n₁ вещей первого сорта, n₂ вещей второго и т. д. Наудачу берутся m вещей. Найти вероятность того, что при этом будет взято m₁ вещей первого сорта, m₂ второго и т. д.

В середине XIX в. к аналогичной задаче обратился академик М.В. Остроградский. 23 октября 1846 г. он доложил свою работу «Об одном вопросе, касающемся вероятности», которая была опубликована в 1848 г. Задача, решенная Остроградским: в урне содержатся белые и черные шары, общее число которых известно. Из урны наудачу вынимается некоторое число шаров и фиксируется, сколько среди них того и другого цвета. Спрашивается: чему равна вероятность того или иного состава урны, после того как результаты опытов становятся известными?

М.В. Остроградский приводит расчеты для практического применения своей теории, замечая при этом: «…перед армейскими поставщиками часто стоят такие задачи. Для них шары, содержащиеся в сосуде, представляют получаемые предметы, белые, например, предметы приемлемые, как удовлетворяющие определенным условиям, а черные – неприемлемые. Таким образом, если бы вопрос, который мы перед собой поставили, был решен, поставщик мог бы воспользоваться этим, чтобы свести приблизительно к двадцатой доле очень утомительную работу, как, например, проверку большого количества мешков муки и кусков сукна».

С этой работы академика М.В. Остроградского и берет свое начало задача выборочного статистического контроля качества продукции [6]. Во второй половине XIX в. стали появляться первые предприятия по массовому производству, возникла проблема обеспечения конкурентоспособной продукции и в частности, контроля ее качества методами математической статистики.

1.1. Система Тейлора. Качество продукции как соответствие стандартам

В 70-е годы XIX в. на оружейном заводе изобретателя револьвера Сэмюэля Кольта (Colt, 1814–1862) родилась идея собирать изделия не из подогнанных друг к другу деталей, а из случайно выбранных из партии. Перед сборкой эти детали проверялись с помощью калибров и негодные отбраковывались. В 1908 г. основатель фирмы «Кадиллак» Генри Мартин Лиланд (Leland) впервые применил этот метод в автомобилестроении.

В 1913 г. один из организаторов автомобильной промышленности США Генри Форд (Ford, 1863–1947) впервые использовал сборочный конвейер и ввел вместо входного контроля комплектующих на сборке выходной контроль на тех производствах, где эти комплектующие изготовлялись, т. е. на сборку стали поступать только качественные детали и узлы. Научным обобщением опыта, накопленного Фордом, стали работы его соратника Фредерика Тейлора (F.W. Taylor, 1856–1915), который еще в 1905 г. предложил концепцию научного управления, известную как система Тейлора.

В своем классическом труде The Principles of Scientific Management, опубликованном в 1911 г., он писал, что «принципиальной целью управления должно было бы быть обеспечение максимального процветания нанимателя вместе с максимальным процветанием каждого нанятого работника». Тейлор сформулировал четыре «великих основополагающих принципа управления».

1. Замена устаревших методов, основанных только на практическом опыте, новыми, связанными с результатами научного исследования каждого отдельного вида трудовой деятельности.

2. Подбор рабочих и менеджеров на основе научных критериев и их профессиональное обучение.

3. Сотрудничество администрации с рабочими в деле практического внедрения научной организации труда (НОТ).

4. Справедливое распределение ответственности между рабочими и менеджерами.

Тейлор фактически первым описал цикл PDCA, назвав его «циклом управления». В соответствии с его концепцией этап планирования (Plan) состоял в установлении инженерами требований к качеству деталей либо при помощи границ полей допусков, либо с помощью двух типов калибров – проходных и непроходных, метод конструирования которых на основе принципа подобия предложил однофамилец Ф. Тейлора – Уильям Тейлор (1865–1937). Выполнение (Do) требований входило в обязанность рабочего под руководством цехового мастера, для функции проверки (Check) была введена должность инспектора, а действия (Action) были прерогативой администрации и не отличались разнообразием – либо поощрить, либо наказать рабочего.

Недостаток этой системы заключается в возможности обнаружения брака только при контроле готовой продукции. Кроме того, исполнители отдельных стадий цикла PDCA независимы друг от друга, что приводило к конфликтам между конструкторами, устанавливающими требования, рабочими, призванными их исполнять, контролерами, вынужденными осуществлять проверку, и наконец, администрацией, действующей с «оргвыводами».

Противоречивость системы обусловливалась тем, что чем больший допуск задан, тем меньше доля брака. Внедрение системы Тейлора позволило в США повысить производительность труда, но оказало негативное влияние на качество продукции. Система доминировала в управлении производством в первой половине ХХ в., но постепенно становились очевидными ее главные недостатки. Это проявилось в 50-е годы в США, где получило распространение движение за бездефектное производство, однако, уже в середине 60-х годов пришлось признать его неудачу. Причины этого в том, что движение не было научно обоснованным, превратилось в парадное представление и ориентировалось на выпуск продукции высокого качества при условии соблюдения стандартов (которые сами не всегда совершенны).

Вспоминаются, что и в СССР на многих предприятиях имелась система бездефектного изготовления продукции, в цехах вывешивались таблицы, показывающие очень высокий процент (иногда 100 %) сдачи продукции с первого предъявления, а потребитель жаловался на низкое качество изделий.

При жизни Тейлора его идеи привели к резкой полемике о негуманности, приписываемой его системе, которая, как утверждалось, сводила рабочих до уровня эффективно функционирующих машин. Отношение к нему, основоположнику тейлоризма – системы организации труда и управления производством в Советском Союзе было неоднозначным. Для одних Ф. Тейлор – враг рабочего человека, для других – отец научного менеджмента.

В.И. Ленин называл систему Тейлора «научной системой выжимания пота» (ПСС, изд. 5-е, т. 23, с. 18) и «системой порабощения человека машиной» (там же, т. 24, с. 369), но вместе с тем отмечал, что «… в системе Тейлора заключается громадный прогресс науки, систематически анализирующий процесс производства и открывающий пути к громадному повышению производительности человеческого труда» (там же, т. 36, с.140). Всем известна формула В.И. Ленина «Социализм есть Советская власть плюс электрификация всей страны», но ему принадлежит и такое высказывание: «Социализм плюс тейлоризм равняется коммунизму».

По крайней мере три положения системы Тейлора используются в новейших инструментах управления качеством.

1. В управлении и принятии решений используй все тебе доступное. Теперь это называется benchmarking.

2. Анализируй рабочие операции подробнейшим образом. Теперь это называется Process Re-design и служит основой нормирования труда и предварительным условием введения работы на конвейере.

3. Освобождайся от всего, что мешает работе. Теперь это называется в Японии кайдзен.

Сформулированные Тейлором основополагающие принципы управления использованы при разработке современной Концепции всеобщего управления качеством. Он произвел революцию в подходе к менеджменту, показав, что нужно подходить к вопросу управления с научной точки зрения, оптимизируя процессы работы, обучая людей и снижая издержки. Именно с системы Тейлора начинается история менеджмента качества.

1.2. Система Шухарта. Качество продукции как стабильность процессов

Система Ф. Тейлора позволила разработать механизм контроля отдельно взятого изделия (детали, сборочной единицы), однако производство – это процесс, которым надо уметь управлять. В 1924 г. в Bell Telephone Laboratories (в лаборатории изобретателя телефона А. Белла) сотрудник лаборатории Уолтер (Вальтер) Шухарт (W. Shewhart, 1891–1967; фамилия произносится «Шьюарт», но мы используем написание, принятое в русскоязычной литературе) разработал концепцию статистического управления процессами и заложил основы статистического контроля качества (Statistical Quality Control – SQC).

В любом производственном процессе содержится много источников, порождающих отклонения из-за материалов, различающихся прочностью, толщиной, составом и другими параметрами. В ходе производства инструменты изнашиваются, вибрация оборудования сбивает настройку, колебание силы тока приводит к изменению мощности. Увеличению разброса способствует и человеческий фактор. Отклонение, появившееся из любого отдельного источника, выглядит случайным. Однако их совместное проявление стабильно, и обычно его можно предсказать на основе статистических данных.

Первой работой, в которой были предложены статистические методы контроля за ходом производственных процессов, была работа Шухарта, помещенная в 1925 г. в журнале Американской ассоциации статистиков. Шухарт ввел понятие «процесс, находящийся в управляемом состоянии» (In-control process), если лежащее в его основе распределение определяющего параметра остается практически неизменным во времени. Иными словами, разброс наблюдаемых результатов можно объяснить наличием постоянной системы случайных причин, которые представляют естественную часть процесса и называются общими причинами отклонений (common causes of variation). Если с течением времени распределение меняется, то процесс вышел из-под контроля, стал неуправляемым (Out-of-control process). В этом случае отклонение параметров вызываются особыми причинами (special causes of variation), которые порождают внешние источники.

Для определения текущего положения Шухарт разработал контрольные карты с границами, обозначающими поле, внутри которого должны находиться значения параметров процесса, находящегося в управляемом состоянии. Выход за границы означал, что процесс стал неуправляем под воздействием особых причин, которые надо выявить и устранить. Если главная цель в системе Тейлора – попасть в допуск, то в системе Шухарта – обеспечить стабильность процесса и стремиться к уменьшению вариации. Больше внимания стали уделять не выявлению дефектов, а их предупреждению, в программы профессионального обучения добавилось изучение статистических методов.

Шухарт в 1939 г. предложил свою концепцию цикла PDCA – цикла непрерывного улучшения качества за счет уменьшения вариаций и исключения причин нестабильности процессов, где планирование предусматривало улучшение процессов, а за выполнение этих планов несли ответственность и инженеры (конструкторы, технологи), и рабочие. Идеи Шухарта носили революционный характер. Возможно, Великая депрессия 30-х годов, а затем Вторая мировая война помешали США внедрить прогрессивные методы и первыми осуществить экономическое чудо, которое произошло на другом конце света вскоре после окончания войны.