До тех пор пока ремесленник совмещал в себе функции и производителя, и контролера (до середины 19-го века), не было проблем с оценкой качества изготовленной продукции. Все изменилось с появлением разделения труда. Рабочие первых фабричных мануфактур, способные выполнять простые операции процесса, не могли отвечать за качество своего труда, и тем более за качество готовой продукции. Введение должности контролера привело к необходимости нормирования функций контроля и со временем потребовало разработки научного подхода к оценке качества продукции. Стремление к производству высококачественной продукции привело к гипертрофированному раздуванию на промышленных предприятиях контрольного аппарата.
Применение статистических методов контроля качества труда произошло еще позже – в первой четверти 20-го века. Именно внедрение статистических методов позволило значительно сократить трудоемкость операций контроля и значительно снизить численность инспекторов (контролеров). Первое применение научных методов статистического контроля было зафиксировано в 1924 году, когда В.Шухарт использовал для определения доли брака продукции контрольные карты.
Вальтер Э. Шухарт с 1918 года работал инженером фирмы "Western Electric" (США). В 1925 году она была преобразована в фирму "Bell Telephone Laboratories". Шухарт проработал в ней до 1956 года (до выхода на пенсию). Основные его разработки в области статистического контроля внедрялись в первую очередь на этой фирме. В.Шухарт переключил внимание с допускового подхода к управлению качеством на подход, направленный на обеспечение стабильности процессов и уменьшение их вариаций. Его идеи до настоящего времени сохраняют актуальность. Кроме того, Шухарт высказал идею непрерывного улучшения качества, предложив цикл непрерывногоулучшения процессов, носящий сегодня название "Цикла Шухарта – Деминга". В последние годы этот цикл получил дальнейшее развитие под воздействием Деминга и стал использоваться как инструмент командной работы по улучшению качества.
Одновременно с Шухартом, в той же фирме в середине 20-х годов инженером Г.Ф.Доджем была предложена теория приемочного контроля, получившая вскоре мировую известность. Основы этой теории были изложены в 1944 году в его совместной с Х.Г.Роллингом работе "Sampling Inspection Tables– Single and Double Sampling".
Большой вклад в систему обеспечения качества контроля в середине 20-го века внесли американские ученые Д.Нойман, Э.Пирсон, Е.Фишер. Среди их разработок наибольшую известность получила теория проверки статистических гипотез. Можно отметить, что сегодня без знания теории ошибок первого и второго рода невозможна рациональная оценка выбранного метода статистического контроля.
Во время второй мировой войны нехватка ресурсов заставила искать новые методы контроля с возможно малым числом проверяемых изделий, особенно при разрушающем контроле. В 40-х годах 20-го столетия А.Вальд (США) разработал теорию последовательного анализа и статистическую теорию принятия решений. Применение теории последовательного анализа было настолько эффективно (расходы на контроль при прежней вероятности ошибок снижаются до 60% по сравнению с традиционными методами), что в США она была объявлена секретным документом и опубликована только после окончания войны.
Большое влияние на становление статистических методов контроля, как философии качества, оказал Эдвард Деминг (США). В начале 50-х годов Деминг проводил широкомасштабное обучение японских специалистов новым методам обеспечения качества, особое внимание при этом обращая на статистические методы управления качеством. Его деятельность была настолько успешной, что уже в 60-х годах американцам пришлось уступить японским фирмам значительную часть рынков сбыта, в том числе и в самих США.
Американское научное влияние на совершенствование систем обеспечения качества привело к созданию японской научной школы в области качества, среди представителей которых следует, прежде всего, отметить К.Исикаву и Г. Тагути, внесших большой вклад в развитие статистических методов в управлении качеством. Так Каору Исикава впервые в мировой практике предложил оригинальный графический метод анализа причинно-следственных связей, получивший название "диаграммы Исикава". Сегодня практически невозможно найти такую область деятельности по решению проблем качества, где бы ни применялась диаграмма Исикавы.
Генити Тагути − известный во второй половине 20-го века японский специалист в области статистики. Он развивает идеи математической статистики, относящиеся, в частности, к статистическим методам планирования эксперимента и контроля качества. Тагути впервые соединил математической зависимостью экономические затраты и качество, введя понятие функции потерь качества. Он первым показал, что потери качества имеют место и в поле допуска – они появляются с момента несовпадения номинального, заданного технической документацией, значения параметра и значения исследуемой случайной величины. Заслуга Тагути также в том, что он сумел найти сравнительно простые аргументы и приемы, которые сделали робастное планирование эксперимента в области обеспечения качества реальностью. На наш взгляд, невнимание к методам Тагути − одна из причин серьезного отставания российских предприятий в области совершенствования качества процессов и продукции.
Внесли свой научный вклад в развитие статистических методов и советские ученые: В.И. Романовский, Е.Е.Слуцкий, Н.В.Смирнов, Ю.В.Линник и др. Так, например, Смирнов заложил основы теории непараметрических рядов, а Слуцкий опубликовал несколько важных работ по статистике связанных стационарных рядов. Особенно интенсивно в СССР разрабатывались статистические методы исследования и контроля качества в массовом производстве, методы планирования эксперимента (Ю.П.Адлер и др.).
В 50-70-х годах прошлого столетия на ряде предприятий оборонного комплекса СССР активно проводились (под влиянием японского опыта по повышению качества) работы по внедрению систем управления качеством (в Саратове – БИП, в Горьком – КАНАРСПИ, в Ярославле – НОРМ, во Львове – КСУКП и др.), в которых статистические методы в области приемочного контроля и регулирования технологических процессов занимали важное место в предупреждении дефектов продукции.
В последние годы можно отметить работы российского ученого к области качества В.А.Лапидуса. Им опубликован ряд трудов по теории и практике управления качеством с учетом вариаций и неопределенности, в которых изложен "принцип распределения приоритетов", позволяющий оптимально выстроить отношения поставщика и потребителя с позиции обеспечения качества. Ему же принадлежит новый подход к управлению качеством, названный "гибким методом статистического управления", который математически опирается на теорию нечетких множеств.
И все же можно отметить определенный застой российской научной школы математической статистики, связанный, вероятно, с отсутствием спроса экономики на научный заказ по применению новых статистических методов обеспечения качества продукции.
3. Применение и освоение статистических методов
Таблица 2 Применение статистических методов на этапах жизненного цикла продукции
| Этапы жизненного цикла продукции | Задачи, решаемые в системе качества | Статистические методы |
| Маркетинг и изучение рынка | Изучение и оценка рыночного спроса и перспектива его изменений | Методы анализа статистических совокупностей, экономико-математические (динамическое программирование, имитационное моделирование и др.) |
| Анализ пожеланий потребителей в отношении качества и цены продукции | Экономико-математические методы (QFD) и др. | |
| Прогнозирование цены, объема выпуска, потенциальной доли рынка, ожидаемой продолжительности жизни продукции на рынке | Экономико-математические методы (теория массного обслуживания, теория игр, линейное и нелинейное программирование и др.) | |
| Проектирование и разработка продукции | Нормирование требований к качеству продукции.Определение технических требований в области надежности.Оптимизация значений показателя качества продукции.Оценка технического уровня продукции | Графические методы (схема Исикавы, диаграмма Парето, гистограмма и др.): методы анализа статистических совокупностей; экономико-математические методы (методы Тагути, QFD) |
| Испытания опытных образцов или опытных партий новой (модернизированной) продукции | Графо-аналитические методы (гистограмма, расслоенная гистограмма и др.), методы анализа статистических совокупностей (методы проверки статистических гипотез, сравнение средних, сравнение дисперсий и др.): экономико-математические методы (планирование эксперимента) | |
| Обеспечение безопасности продукции | Экономико-математические методы (имитационное моделирование, метод деревьев вероятности и др.) | |
| Закупки | Формирование планов обеспечения предприятий материально-техническими ресурсами требуемого качества | Экономико-математические методы (теория массового обслуживания, линейное программирование и др.) |
| Оценка возможностей поставщиков | Экономико-математические методы (системный анализ, динамическое программирование и др.) | |
| Своевременное обеспечение поставок материально-технических ресурсов | Экономико-математическое методы (теория массового обслуживания) | |
| Снижение затрат на материально-техническое обеспечение качества продукции | Экономико-математические методы (методы Тагути, функционально-стоимостной анализ и др.) | |
| Производство | Разработка технологических процессов | Экономико-математические методы (методы Тагути); графики разброса и др.); методы анализа статистических совокупностей (дисперсионный, регрессионный и корреляционный виды анализа и др.) |
| Обеспечение точности и стабильности технологических процессов | Методы статистической оценки точности и стабильности технологических процессов (гистограммы, точностные диаграммы, контрольные карты) | |
| Обеспечение стабильности качества продукции при производстве | Методы статистического регулирования технологических процессов (точностные диаграммы, контрольные карты) | |
| Контроль и испытания | Соблюдение метрологических правил и требований при подготовке, выполнении и обработке результатов испытаний | Графические методы (гистограмма, график разброса и др.); методы анализа статистических совокупностей (методы проверки статистических гипотез, сравнение средних, сравнение дисперсий и др.) |
| Выявление продукции, качество которой не соответствует установленным требованиям | Методы статистического приемочного контроля | |
| Анализ качества продукции | Графические методы (схема Исикавы, диаграмма Парето, расслоение диаграммы Парето и др.), экономико-математические методы (функционально-стоимостной анализ, QFD) | |
| Упаковка и хранение | Анализ соблюдения требований к упаковке и хранению продукции на предприятии | Методы статистического приемочного контроля; экономико-математические методы (теория массового обслуживания) |
| Реализация и распределение продукции | Обеспечение качества транспортировки продукции | Экономико-математические методы (линейное программирование, теория массового обслуживания) |
| Установка и ввод в эксплуатацию | Анализ качества продукции в процессе монтажа и ввода в эксплуатацию | Графические методы (график временного ряда и др.); методы анализа статистических совокупностей (факторный анализ и др.) |
| Анализ затрат потребителей при использовании продукции | Экономико-математическое методы (методы Тагути, функционально-стоимостной анализ, QFD) | |
| Техническая помощь в обслуживании | Организация гарантийного ремонта продукцииОрганизация своевременной поставки запасных частей | Экономико-математическое методы (теория массового обслуживания, линейное программирование и др.) |
| Послепродажная деятельность | Анализ отказов и других несоответствий продукции | Графические методы (график временного ряда и др.); методы анализа статистических совокупностей (факторный анализ и др.) |
| Утилизация после использования | Изучение возможности использования продукции несоответствующего качества или по истечении срока службы | Экономико-математические методы (функционально-стоимостной анализ, QFD и др.) |
Определение потребности и выбор конкретных статистических методов в системе качества являются достаточно сложной и длительной работой аналитического и организационного характера.