Встроенное качество vs контроль: альтернатива или дополнение?

О ПОДХОДЕ

Вплоть до конца 1920 г. в России предпринимались значительные усилия по улучшению качества продукции, в том числе за счет освоения предприятиями новых методов и инструментов улучшений. Однако в последние годы наметилась тенденция к росту числа дефектов и отказов, особенно в производстве отечественных изделий сложной техники. В связи с этим возрождается идея усиления контроля — как продукции, так и процессов. Снова наступая на эти «старые грабли», мы будем проигрывать не только в эффективности, но и в безопасности продукции, а в конечном итоге — в качестве жизни. Решение данной проблемы видится только в широком освоении и применении методов встроенного качества [1].

ИДЕЯ ВСТРОЕННОГО КАЧЕСТВА

Разработчики и изготовители сложной техники, состоящей из сотен и даже тысяч компонентов, давно поняли, что их производство и процесс сборки (образование сложного изделия) должны быть практически безупречными, бездефектными. Дело в том, что в первом приближении уровень дефектности сложного изделия равен сумме уровней несоответствий по всем составляющим компонентам и операциям сборки [2]. На практике это означает следующее: если сложное изделие состоит, например, из 2000 компонентов и операций сборки, а уровень несоответствий компонентов и операций по каждому из ключевых показателей качества составляет 10 ppm¹, то уровень дефектности для готовых изделий будет уже не менее 1% [2]. Причем далеко не все из этих дефектов могут быть сразу обнаружены в готовом изделии методами контроля, многие из них проявятся только на этапе эксплуатации. Попытки снизить уровень несоответствий компонентов и готового изделия методами контроля при производстве почти всегда не дают ожидаемого результата, так как контроль, особенно с участием человека, не способен «идеально очистить» поток продукции от несоответствий (дефектности).

Особенно неэффективным контроль становится при низких уровнях несоответствий на входе контроля, что изображено на рис. 1 [3]. При этом эффективность контроля понимается как его способность «очистить» поток продукции от несоответствующих изделий.

Рисунок 1. Эффективность контроля как фильтра несоответствий

Конечно, не любой контроль соответствует численным значениям, приведенным на рис. 1 — здесь изображена скорее тенденция. Однако снижение эффективности контроля при низких уровнях дефектности происходит всегда, и это объясняется психофизическими особенностями человека, усталостью, замыливанием глаза. Людей, не допускающих ошибки, не существует — это нужно признать, а не пытаться с этим явлением бороться. Что же касается автоматов, то и они ошибаются, сбиваются, хотя и значительно реже, чем человек, и это тоже нужно признать как факт.

Таким образом, чтобы потребитель не «захлебнулся» в дефектах сложного изделия, само производство компонентов, а также процесс сборки должны обеспечивать «малые ppm», и одним лишь контролем этого не достичь. Какие же методы и приемы помогают добиться идеального производства?

К ним относятся методы предотвращения дефектов и потерь, которые называют также методами встроенного качества. Во что же оказывается качество встроенным при помощи этих методов?

Методы встроенного качества являются надстройкой над инженерными знаниями, а не их упрощенной заменой

Во-первых, в саму продукцию. Начиная с ранних этапов проектирования и заканчивая «замораживанием» (то есть одобрением) конструкции, она разрабатывается таким образом, чтобы предотвратить (свести к минимуму) возможность появления дефектов в продукции как при эксплуатации, так и на этапе ее производства. Естественно, эти же приемы применяются и при разработке компонентов сложного изделия у поставщиков.

Во-вторых, в процесс производства. При разработке этого процесса применяют такие методы, которые предотвращают (сводят к минимуму) возможность изготовления продукции с отклонениями от предусмотренных в конструкции. Такие же методы используют и при проектировании и подготовке производства компонентов сложного изделия у поставщиков.

В-третьих, в другие процессы организации, обеспечивающие процесс создания продукции, например, процессы обучения персонала, поддержания оборудования, взаимодействия с поставщиками и др. Иными словами, качество оказывается встроенным во многие процессы СМК. Аналогичным образом это делают и поставщики компонентов.

Как правило, к идеям и методам, обеспечивающим собственно качество для потребителей, добавляют также идеи и методы, минимизирующие как затраты в производстве (бережливое производство), так и затраты потребителя (стоимость эксплуатации). Стоимость приобретения продукции и стоимость владения также определяют степень соответствия продукции требованиям и ожиданиям потребителя, то есть в расширенном смысле их также можно отнести к качеству.

Очевидно, что все показатели качества, включая экономические, лишь в малой степени зависят от этапа производства. На рис. 2 показаны степени влияния различных этапов создания продукции на качество, стоимость и затраты при эксплуатации. Здесь степени влияния отражают потенциальные возможности разных этапов для улучшений качества и экономических показателей.

Рисунок 2. Степени влияния этапов создания сложной техники на качество, себестоимость, затраты при эксплуатации

Очевидно, что ранние этапы имеют гораздо больше возможностей для улучшений по всем аспектам. А вот ухудшить любой из этих аспектов легко на всех этапах! И произойти это может, если участники соответствующего этапа «даже не посмотрели в сторону какого-то фактора», забыли о нем или были недостаточно компетентны в части его влияния. В нашей практике был такой случай на одном из моторных заводов — он описан в [4]. Разработчики узла сцепления двигателя не подумали о влиянии одного из параметров материала детали на результат работы узла. В итоге, хотя и не сразу, возникли рекламации, и решать проблему пришлось позднее с помощью методологии 8D [5], завод понес значительные потери, в том числе репутационные.

Тут важно упомянуть еще одно свойство процесса создания нового продукта: исправить ошибки, недоработки любого предыдущего этапа на последующих этапах практически невозможно. Так или иначе, это будет возврат к «недоработкам» предыдущих этапов, но затраты на исправления и доработки при этом оказываются на порядки выше [6]. И руководство предприятия часто просто отвергает необходимость «запоздалых доработок», обрекая предприятие на потери продаж и репутации.

Вследствие этого APQP-процесс (процесс разработки и постановки продукции на производство) как для автомобильной промышленности [7], так и для аэрокосмической и оборонной отраслей промышленности [9] содержит множество методов встроенного качества, причем большинство из них предназначено для ранних этапов создания продукции.

ОБЗОР МЕТОДОВ ВСТРОЕННОГО КАЧЕСТВА В ПРИВЯЗКЕ К ЭТАПАМ APQP–ПРОЦЕССА

Прежде чем говорить о методах встроенного качества, следует остановиться на самом большом месте в СМК отечественных предприятий, которое исторически связано со сложившейся системой образования инженерно-технических специалистов в России. Этим больным местом является почти повсеместное отсутствие статистического мышления и соответствующего взгляда на процессы. А без такого взгляда просто бессмысленно говорить о встроенном качестве и о какой-либо гарантии качества. Проиллюстрируем это двумя примерами, приведенными на рис. 3.

Рисунок 3. Статистический взгляд на результаты процессов

Слева приведен результат разработки конструкции автомобильного двигателя и испытаний пяти опытных образцов, которые показаны галочками. Требование потребителя к мощности нового двигателя — не менее 150 лошадиных сил (л.с.). Если показать такие результаты испытаний и спросить, выполнено ли указанное требование, то подавляющее большинство отечественных специалистов ответят: «Да, выполнено!». Однако результаты испытаний показывают значительный разброс, а это значит, что есть высокая вероятность (шансы) того, что мощность двигателей окажется ниже обещанных 150 л.с. В данном случае шансы равны 12%. Какая же это гарантия качества уже на этапе разработки конструкции?

Справа на рис. 3 приведены результаты измерений пяти типовых пробных деталей (точки на рисунке), изготовленных на подготовленном к производству технологическом оборудовании. Если показать эти результаты и спросить, обеспечивает ли данная технология уверенное попадание в допуск, то подавляющее большинство отечественных специалистов (технологов) ответят: «Безусловно обеспечивает!». Но ведь результаты показывают существенный разброс, а это значит, что есть высокая вероятность (шансы) того, что дальнейшие детали иногда будут «вылетать» за пределы допуска. Шансы в данном случае равны 0,35% = 3500 ppm, а это далеко не «малые ppm», какая же это гарантия качества для этапа производства?

На рис. 4 указаны основные методы встроенного качества, которые приведены в стандарте [7] для аэрокосмической и оборонной отраслей. Почти такой же набор методов содержится и в руководстве [6] для автомобильной промышленности. Заметим, что почти все приведенные методы опираются на статистическое мышление. Краткий обзор методов встроенного качества с основными результатами, которые они дают для продукции на стадии ее потребления, а также для самого предприятия-производителя, приведен в таблице 1.

Рисунок 4. Методы встроенного качества на этапах создания продукции

 

Таблица 1.

Методы встроенного качества и их результаты

¹ В ГОСТ Р 51814.6–2005, который является адаптированным аналогом Руководства APQP [6], этот этап называется «Окончательная подготовка производства», что лучше отражает суть работ на этом этапе.

Рисунок 5. Инженерное понимание работы конструкций и технологий

СРАВНИТЕЛЬНО НОВАЯ ПРОБЛЕМА

Применять методы встроенного качества, перечисленные в таблице и приведенные на рис. 4, на предприятиях должны перекрестно-функциональные команды, в которые входят специалисты разных функциональных подразделений. Но во всех таких командах должны быть специалисты, обладающие глубокими инженерными знаниями, хорошо понимающие функции разрабатываемого изделия, а далее — и технологического процесса изготовления деталей и узлов (рис. 5). И это также является обязательным условием для всех поставщиков. Ведь перечисленные методы опираются на инженерное понимание всех взаимодействий в конструкции данного изделия (узла) и физического влияния факторов в каждом технологическом процессе. То есть методы встроенного качества являются надстройкой над инженерными знаниями, а не их упрощенной заменой.

К сожалению, наша практика работы на предприятиях, участие в работе команд 8D, DFMEA, PFMEA и других, показывает, что за последние 10—15 лет значительно упал уровень инженерного понимания и стремление специалистов углублять эти знания. Например, что можно ожидать от инженеров (конструкторов, технологов), которые не знают теорему Пифагора? К сожалению, это не гипербола, а реалии: наверное, правильно ответить на вопросы теста специалисты смогут, а вот бегло и сразу сделать выводы в конкретном техническом случае на основании этой теоремы смогут далеко не все. Это отдельная задача, как для вузов, так и для служб персонала предприятий. Но сегодня во многих случаях обучение методам встроенного качества опытные консультанты ведут на конкретных технических примерах, попутно продвигая и инженерные знания.

РЕЗЮМЕ

Для реальной гарантии качества сложной техники прежде всего необходимо применение методов встроенного качества как производителями этой техники, так и поставщиками материалов и комплектующих. Большая их часть относится к этапам разработки и постановки продукции на производство, а реальное овладение этими методами требует участия специалистов в APQP-проектах по созданию новых изделий. Практический эффект начинает проявляться только после прохождения нескольких проектов с обязательной обратной связью — рассмотрением результатов применения этих методов как на собственном производстве, так и при применении продукции у потребителей.

СНОСКИ

1. 1 ppm соответствует одному дефекту на 1 млн выпущенных изделий: 1000 ppm = 0,1% дефектной продукции.
2. Учитываются не все несоответствия, а только по ключевым параметрам, сильно влияющим на результат работы изделия.
3. В марте 2024 г. вышла 3-я редакция данного документа [8], но в настоящее время она недоступна в России.
4. На одном из моторных заводов при проектировании была запланирована мощность 150 л.с. и были получены результаты, аналогичные рис. 3. Но при начале поставок серийных двигателей завод вынужден был снизить обещанную (гарантированную по ТУ) мощность до 135 л.с.

ИСТОЧНИКИ

1. Лапидус В.А., Касторская Л.В., Серов М.Е., Воинова Е.Г. Принципы и подходы управления в системе гарантии качества // Методы менеджмента качества. 2018. № 7. С. 36—42.
2. Розно М.И. Откуда берутся неприятности // Стандарты и качество. 2002. № 11. С. 14—20.
3. Розно М.И. От «голоса потребителя» до производства без проблем. Н. Новгород: СМЦ «Приоритет», 2007. 72 с.
4. Касторская Л.В., Розно М.И. Методология решения проблем: этапы, инструменты, примеры. Н. Новгород: СМЦ «Приоритет», 2019. 154 с.
5. Юрченко С.В. Методология 8D: системное исключение проблем с учетом требований потребителя. Части 1, 2 // Методы менеджмента качества. 2021. № 3. С. 35—41; № 4. С. 28—34.
6. Günter Kersten. Vaihinqen, ENZ. Fehlermoglichkeits-und-enfinbanalyse (FMEA). Handhuch Qualitats-Managmement 3. Auflaqe. H. 469—490.
7. Перспективное планирование качества продукции и план управления. APQP. Ссылочное руководство. 2-е изд. (июль 2008).
8. Шашков В.В., Розно М.И., Тюленева Г.А. Новые рыночные руководства AIAG: «Перспективное планирование качества продукции» (APQP) и «План управления» // Методы менеджмента качества. 2024. № 2. С. 32—37.
9. AS-9145:2016. Aerospace Series. Requirements for Advanced Product Quality Planning and Production Part Approval Process.

Скачать статью для печати

Программы обучения по теме:

• Система методов «встроенного качества» для производства без дефектов (для высшего руководства);
• Система методов «встроенного качества» для производства без дефектов (для технологов, конструкторов, специалистов службы качества, метрологов и других специалистов, вовлеченных в проекты по разработке и постановке на производство новой продукции);
• Система методов «встроенного качества» для производства без дефектов. Практикум-проект на пилотных объектах заказчика.