Шесть сигм: Этап контроля

Контроль окружает нас повсюду. Мы контролируем бытовую технику, временные графики, которые мы соблюдаем, и такие обыденные задачи нашей повседневной жизни. Мы интуитивно знаем об этих принципах. Однако четкое изложение этих принципов помогает нам выработать формальное понимание, которое мы можем использовать при создании плана контроля для нашего процесса.

Поскольку контроль так широко используется в нашей повседневной жизни, одним из лучших способов понять, что такое контроль, будет пример. Простой пример с кондиционером и термостатом поможет нам понять принципы.

Пример: Кондиционер с термостатом

Предположим, у вас дома есть кондиционер, и вы хотите установить температуру на 22 градуса Цельсия, как вы это сделаете? Наверняка вы просто используете пульт дистанционного управления, чтобы ввести желаемую температуру в устройство, которое затем гарантирует, что температура в комнате будет примерно такой, как вы хотели. Вот что на самом деле происходит за сценой.

В кондиционер встроен термостат. Термостат – это оборудование, которое постоянно следит за температурой воздуха в помещении. Это дает кондиционеру необходимую информацию для обратной связи.

Предположим, что температура в комнате составляет 30 градусов Цельсия, когда вы включаете кондиционер и задаёте 22 градуса Цельсия в качестве желаемой температуры.

Кондиционер использует простой алгоритм, который говорит ему, что, поскольку 30 градусов больше 22 градусов (желаемой температуры), необходимо предпринять корректирующие действия.

Затем кондиционер продолжает охлаждать помещение, пока термостат не сообщит ему, что температура достигла 22 градусов, то есть желаемой температуры. Тогда кондиционер прекращает охлаждение.

И снова, когда температура начинает расти и выходит за пределы определенного уровня, скажем, 24 градусов Цельсия, включается корректирующее действие, и температура возвращается на тот уровень, на котором она должна быть. Таким образом, термостат может автоматически регулировать температуру.

Принципы, расшифрованные на примере:

Формальные принципы того, что на языке статистики называется управлением с обратной связью, были определены на примере. Они заключаются в следующем:

Желаемое состояние: Чтобы управлять процессом, желаемое состояние дел должно быть явно известно и запрограммировано в механизме управления. В нашем примере кондиционер знал, что желаемая температура составляет 22 градуса Цельсия, и мог сравнить, соответствует ли фактическое состояние желаемому или нет.

Пределы: Невозможно, чтобы любой процесс функционировал по прямой линии. Поэтому в систему были встроены пределы регулирования. Температура в диапазоне от 20 до 24 градусов будет считаться желаемым состоянием.

Механизм обратной связи: Термостат выступал в качестве механизма обратной связи, постоянно отслеживая окружающую среду. Эта обратная связь сравнивалась с желаемым состоянием в режиме реального времени.

План корректирующих действий: Как только выяснялось, что фактическое положение дел не соответствует желаемому, немедленно запускался план корректирующих действий.

Именно так осуществляется контроль над процессом. Уровни выхода (Y) постоянно измеряются, как и уровни критических входов (X). Как только обнаруживается несоответствие, необходимо предпринять корректирующие действия.

Шаг 1: Выбор правильных переменных для мониторинга

Поскольку вся суть процесса Шесть сигм основана на измерении, сравнении результатов и разработке планов корректирующих действий, очень важно, чтобы измеряемые переменные (метрики) были правильными. Неправильные измерения приводят к неправильным решениям, которые требуют больших затрат и являются пустой тратой времени и ресурсов.

Как объясняется в модуле "Определение", измеряемые переменные должны быть как минимум двух типов: первичная метрика и вторичная метрика. Первичная метрика – это переменная, значение которой должно быть проверено на предмет улучшения, а вторичная метрика – это переменная, значение которой должно быть проверено, чтобы не ухудшиться.

Кроме того, необходимо убедиться, что измеряются как входы, так и выходы. Поскольку процесс имеет форму Y=f(X), и Y, и X должны тщательно отслеживаться в реальном времени, чтобы убедиться, что f(), то есть процесс, ведёт себя так, как ожидается.

Вот несколько характеристик, которыми должны обладать переменные, используемые для создания плана управления "Шесть сигм":

Характеристики переменных

Должны отображать состояние дел: Всегда есть разница между измерениями, которые показывают переменные, и желаемым состоянием дел. Обычно это происходит, когда для понимания состояния дел используется одна метрика. Например, если в колл-центре используется только время обработки звонка, агенты, скорее всего, начнут бросать трубку, не предоставляя должного обслуживания, чтобы соответствовать своим показателям. Поэтому руководству необходимо обдумать, как можно сломать систему. Это означает, что они должны попытаться найти способы, при которых все переменные показывают желаемые значения, но процесс все равно не контролируется. Если такой сценарий существует, переменные должны быть скорректированы с учётом этого сценария.

Должны быть критически важными: В процессе "Шесть сигм", скорее всего, будет много переменных. Однако, как показал анализ Парето, все эти переменные могут быть не одинаково важны. Следовательно, выбранные метрики должны оказывать существенное влияние на процесс. Невозможно отслеживать все переменные, не создавая умопомрачительной сложности в системе.

Должны быть легко измеримы: Выбранные для измерения переменные не должны требовать установки нового оборудования или машин. В этом случае необходимо провести анализ экономической эффективности, чтобы оправдать дополнительные расходы. Кроме того, регистрируемые переменные не должны требовать от регистрирующего их лица значительного интеллекта или опыта.

Должны производить корректные измерения: Нет необходимости говорить о том, что переменные должны быть подвергнуты тестам анализа измерительных систем. Успех всего проекта зависит от надежности этих данных. Поэтому необходимо убедиться, что данные действительно надёжны!

Должны измеряться в течение определенного периода времени: Кроме того, метрики должны облегчать сбор данных в течение определенного периода времени. Это связано с тем, что контрольные карты – это графики временных рядов, и данные нужно собирать в течение определенного периода времени и наносить на эти графики.

Правильный выбор переменных – основа хорошего плана контроля. Процедура может выглядеть обманчиво простой. Однако неправильно выбранные переменные могут оказать значительное влияние на проект, в том числе сделать его неудачным.

Шаг 2: Выберите правильный план выборки

После того как метрики выбраны, необходимо составить правильный план выборки. В крупной организации за определенный период времени могут быть тысячи и даже миллионы случаев каждой переменной, поэтому для установления контроля невозможно отобразить их все. Скорее, выбирается репрезентативная выборка, а затем проводится анализ на этой выборке.

Когда речь заходит о создании плана контроля, необходимо учитывать некоторые дополнительные условия. Наиболее важным здесь является понятие рациональной подгруппировки.

Концепция рациональной подгруппировки

Чтобы понять концепцию рациональной подгруппировки, мы должны осознать, что существуют вариации как внутри данной выборочной подгруппы, так и между выборочными подгруппами. В рамках программы "Шесть сигм" мы стремимся выявить различия между выборочными подгруппами. Таким образом, вариации внутри одной подгруппы выборки должны быть сведены к минимуму. Это может показаться слишком сложным, учитывая весь жаргон. Однако пример поможет упростить понимание.

Пример:

Возьмем случай с корпорацией по производству автомобилей. Допустим, они хотят проверить свои автомобили на наличие дефектов в тормозах. Имеет ли смысл каждый день собирать все образцы в 14:00 со всех заводов? Очевидно, что нет, целесообразнее собирать образцы в разное время суток, чтобы понять влияние других факторов. Таким образом, необходимость создания подгруппы очевидна.

Итак, имеет ли смысл собирать 10 наблюдений каждые два часа, когда 4 из 10 наблюдений поступают с одной фабрики, 3 - с другой и 3 - с третьей? Даже если вы обнаружите разброс, определить, на какой фабрике возникла проблема, будет непростой задачей.

Рациональная разбивка на подгруппы означает, что все элементы любой подгруппы данной выборки должны быть как можно более однородными. Именно тогда они будут резко контрастировать с другой подгруппой и приведут вас к причине. В данном случае образцы с одной фабрики могут контрастировать с образцами с другой фабрики и навести руководство на мысль об ошибочных методах работы на этой фабрике.

Как создать рациональную подгруппу?

Как и всё в "Шести сигмах", рациональная подгруппировка также слишком очевидна и обманчиво проста. Однако проекты за проектами сталкиваются с проблемами при её внедрении. Вот несколько советов, которые помогут обеспечить однородность ваших выборочных подгрупп:

Размер: Размер выборочной подгруппы должен быть достаточно мал, чтобы облегчить сбор и быстрый анализ, но при этом достаточно велик, чтобы быть репрезентативным для всей совокупности. Для определения размера выборки существует статистический метод, который можно применить.

Частота: Измерения всех элементов данной рациональной подгруппы должны проводиться с одинаковой периодичностью. Это позволяет свести на нет влияние внешних факторов и сделать все измерения однородными.

Состав: Как видно из примера выше, различные подгруппы не должны смешиваться друг с другом. Подгруппа должна быть как можно более однородной.

Шаг 3A: Выбор правильной управляющей диаграммы (дискретные данные)

Если тип данных, которые необходимо отобразить на графике, дискретный, то он должен относиться к одному из бинарных или счётных типов. Как следует из названия, в случае двоичного распределения есть только две возможности – успех и неудача, дефект и не дефект, в то время как в случае распределения счётного типа может быть более двух возможностей процесса, при этом количество дефектов всё равно нужно подсчитывать. Разница между этими двумя видами распределения очень тонкая. Однако, учитывая тот факт, что существуют фиксированные правила, определяющие, когда какую диаграмму следует использовать, путаница уменьшается.

Подсчёт

Равный размер подгруппы: В этом случае методология процесса "Шесть сигм" предлагает использовать диаграмму "С". Диаграмма C подсчитывает количество дефектов, приходящихся на единицу продукции. Это может быть минута, час, день, неделя и так далее. Важным моментом здесь является то, что поскольку период времени фиксирован, то и размер выборки тоже. С-образная диаграмма покажет вам, сколько наблюдений из данной выборки не соответствуют критериям, заданным контрольными границами. 

Неравный размер подгруппы: В этом случае методология процесса "Шесть сигм" рекомендует использовать диаграмму "U". U-образная диаграмма подсчитывает количество дефектов. Это означает, что она отслеживает количество единиц продукции, которые подверглись мониторингу, и сколько из них не выполнили заданные критерии, установленные контрольными границами. U-образная диаграмма сообщит вам, например, что 5/1253 единиц продукции не соответствуют требованиям. Таким образом, она не требует фиксированного периода времени или фиксированного размера выборки и может быть более удобной в использовании.

Бинарный

Равный размер подгруппы: В этом случае методология процесса "Шесть сигм" рекомендует использовать диаграмму NP (недетерминированная полиномиальная трудность по времени). Диаграмма NP также подсчитывает количество дефектов за период времени, как и диаграмма C. Однако между ними есть тонкое различие. Диаграмма C используется, когда дефекты возникают редко. Однако диаграмма NP использует биномиальное распределение. Поэтому случаи возникновения дефектов не обязательно должны быть редкими. Как правило, если вероятность возникновения дефектов в процессе превышает 5%, то следует использовать диаграмму NP.

Неравный размер подгруппы: В этом случае рекомендуется использовать P-диаграмму. И снова она очень похожа на U-образную диаграмму. Эта диаграмма рассчитывает дефекты в процентах, что означает, что она учитывает единицы продукции, прошедшие через процесс, как и U-диаграмма. U-образная диаграмма также использует биномиальное распределение и применяется в тех случаях, когда дефекты возникают нечасто.

Шаг 3B: Выбор правильной контрольной диаграммы (непрерывные данные)

Как существует множество типов графиков дискретных данных, так и существует множество типов графиков непрерывного контроля. Методология процесса "Шесть сигм" предписывает, какой график следует использовать в том или ином случае. В случае с непрерывными точками данных предписание в значительной степени основано на размере выборки.

Ниже приведён список различных контрольных диаграмм, которые необходимо использовать при разных объёмах выборки:

Индивидуальная диаграмма: В случае индивидуальной диаграммы каждое наблюдение строится как отдельная точка данных. Это означает, что не существует рациональной подгруппировки данных. Поэтому такой график следует использовать, когда объем выборки равен 1.

Графики скользящего диапазона: В отличие от графика отдельных данных, график скользящего диапазона строится как разность между двумя последовательными точками данных. Размер выборки для этого типа контрольной диаграммы равен 2. Здесь рациональная подгруппировка точек данных основана на том, являются ли они последовательными. Поэтому графики данных скользящего диапазона имеют на одну точку данных меньше по сравнению с индивидуальными графиками.

X Bar R Chart: X-бар и R-диаграмма используются для контроля процесса, когда размер выборки мал и постоянен. Это связано с тем, что при малом объеме выборки диапазон выборки приближается к стандартному отклонению, которое было бы бессмысленно вычислять, учитывая малый объём.

Х-бар и R-диаграмма – это два разных графика, которые необходимо рассматривать в тандеме, чтобы понять поведение процесса. Гистограмма X показывает среднюю производительность процесса. Диаграмма R, которая показывает разницу между наименьшим и наибольшим значением, объясняет изменчивость процесса.

X-барная S-образная диаграмма: Х-барная и S-образная диаграммы используются, когда размер выборки, используемой для проведения исследования, велик и/или изменчив. Как и в случае с X-баром и R-диаграммой, X-бар и S-диаграммы тоже имеют ряд значений. Х-барная диаграмма обеспечивает контроль над средним значением процесса, в то время как S-диаграмма отслеживает стандартное отклонение. При использовании в тандеме они помогают с относительной легкостью контролировать производительность очень большого процесса.

Закрытие проекта "Шесть сигм"

Как мы уже убедились, "Шесть сигм" – это сложная методология. Она требует времени для изучения и ещё большего времени для успешного внедрения. Однако, как мы убедились, в конце радуги находится золотой горшок. Бесчисленное множество организаций трансформировали свою деятельность, основываясь на возможностях Шести сигм. В настоящее время наличие процессов, эффективных с точки зрения Шести сигм, является обязательным условием для выживания в конкурентной борьбе.

Однако многие считают, что формальности, связанные с закрытием проекта Шести сигм, многочисленны и бесполезны. Если у вас узкий кругозор, то такое мнение может быть правильным. Если вы рассматриваете только один проект за раз, то усилия могут показаться ненужными и пустой тратой ресурсов. Однако в большинстве организаций Шесть сигм – это философия и образ жизни, поэтому, как мы увидим, формальности, связанные с закрытием проекта, действительно повышают ценность последующих проектов.

Зачем работать над закрытием проекта?

Вот несколько веских причин, по которым стоит потратить время на написание подробной документации по проекту:

Позитивные уроки: Каждый проект приносит с собой новые уроки. Существует множество положительных уроков, таких как применение новых технологий, открытие движущих сил определенного типа процесса и так далее. Документирование этих положительных уроков и сохранение их в библиотеке знаний организации помогает использовать их в дальнейшем.

Негативные уроки: В ходе проекта также возникает множество проблем и трудностей. Бесчисленное количество раз проекты задерживались из-за неожиданных препятствий. Со временем путем проб и ошибок проектные команды понимают, что одни вещи работают, а другие нет в определенных ситуациях. Такие знания основаны на опыте и не могут быть найдены в учебниках или любой другой литературе.

Удовлетворяются ли ожидания всех заинтересованных сторон?

В проектах "Шесть сигм" участвует множество заинтересованных сторон. В конце проекта очень важно, чтобы каждый чувствовал, что его потребности были успешно удовлетворены проектной командой. Не должно быть такого сценария, при котором одна из групп считает, что она осталась в проигрыше. Именно по этой причине закрытие проектов "Шесть сигм" требует обсуждения с широким кругом заинтересованных сторон и, в конечном счете, большого количества подписей.

Сохраняются ли знания в системе?

Документирование как положительных, так и отрицательных уроков значительно облегчает жизнь последующим поколениям проектных команд. Им не придется заново изобретать колесо. Скорее, когда они столкнутся с похожей проблемой, они смогут просто найти решение, на поиск которого ваша команда потратила время, и начать работать с этого момента.