Metody statystyczne - trudne czy łatwe?
dr inż. Adam Walanus
StatSoft Polska

Hasła "metody statystyczne", spędzającego sen z powiek szefów zarządzających jakością, nie da się ominąć. Postęp technologiczny sprawił, że nie wystarczy już dobrze mierzyć, trzeba ponadto analizować wyniki pomiarów. Wymóg konkurencyjności nakazuje nadążanie za czołówką technologii. Zapytajmy, czy nie należy tu właśnie skorzystać z okazji, że tę nowoczesną technologię da się opanować własnymi siłami i środkami? Metody statystyczne wymagają jedynie przypomnienia pewnych wiadomości szkolnych i zastosowania odpowiedniego programu komputerowego zawierającego w sobie wszystkie szczegóły obliczeniowe. Ten element zaawansowanej technologii nie wymaga milionowych nakładów inwestycyjnych. Wystarczy kurs dla jednego lub kilku pracowników i zakup programu. Nawet najlepszy program, jakim jest STATISTICA (wg porównań np. w "Quality Digest" 12/98 lub "Science" 21/05/99) leży w zasięgu możliwości ekonomicznych każdego przedsiębiorstwa. Przedsiębiorstwo może także zamówić kurs specjalizowany u siebie, któremu mogą towarzyszyć konsultacje nt. konkretnych technologii. Bardzo korzystne jest, by specjalista statystyk, który jest w stanie zapoznać się w pewnym stopniu z technologią, mógł dogłębnie przedyskutować temat z zakładowym technologiem.

Niewiarygodne może wydawać się stwierdzenie, że do uruchomienia SPC (Statistical Process Control = Statystyczne Sterowanie Procesem) wystarcza wiedza ze szkoły średniej. Spróbujmy, popatrzmy na szkolne rzuty kostką do gry. Weźmy szereg wyników (możemy o ich wykonanie poprosić dziecko, możemy też użyć komputerowego generatora): 3, 5, 3, 6, 5, 1, 2, 3, 6, 6, 5, 4, 3, 4, 4, 1, 6, 3, 4, 4, ... Następnie weźmy komputer z zainstalowanym programem STATISTICA. Po uruchomieniu modułu programu Interakcyjne karty kontrolne i wpisaniu trzydziestu cyfr otrzymamy, po paru kliknięciach myszką, kartę kontrolną (rys. 1).

Przyjrzyjmy się wykresom. Zauważmy, że karta kontrolna X-śr/R została tu utworzona dla trzyelementowych prób, tzn. kolejne trzy wyniki rzutu kostką grupowano w próby: (3, 5, 3), (6, 5, 1), itd. Przypomina o tym notatka na wykresach: "n: 3".

Pierwszy punkt na wykresie X-śr ma wartość około 3.6. Zgadza się, jest to średnia z pierwszej próby (3, 5, 3). Rozstęp w pierwszej próbie, czyli różnica: największa wartość odjąć najmniejsza, wynosi: 5-3=2, co widać na wykresie rozstępu.


Rys.1. Karta kontrolna X-śr/R otrzymana w STATISTICA. Karta monitoruje stabilność bardzo prostego procesu: rzucania sześcienną kostką do gry, próbki są trójelementowe.

Średnia z wszystkich dziesięciu średnich wynosi 4.033, średni rozstęp wynosi 2.9. Ponieważ mamy tu do czynienia z bardzo prostym procesem, z rzucaniem kostką do gry, wiemy dokładnie jakie są parametry tego procesu. Nominalna wartość dla średniej wynosi 3.5=(1+2+3+4+5+6)/6, aktualnie otrzymaliśmy więc trochę więcej. Karta kontrolna nie zawiera informacji o technologii procesu, karta (program) nie wie, że jest to zabawa z kostką.

Program musi ocenić uregulowanie procesu na podstawie samych danych, gdyż nie podaliśmy specyfikacji. Najważniejszy jest rozrzut mierzonych wartości. W karcie kontrolnej X-śr/R rozrzut oceniany jest na podstawie obserwowanego rozstępu w próbach. W jaki sposób jest to robione, które ze współczynników z odpowiedniej tabeli z odpowiedniej normy są tu wykorzystywane, to da się wytłumaczyć, ale nie w jednym akapicie. Tłumaczone jest to na kursie SPC. Czy trzeba to wiedzieć?

Zauważmy, że wystarczy by ktoś raz sprawdził zgodność programu z zaleceniami normy (StatSoft, producent STATISTICA zrobił to: wynik można obejrzeć na stronie www.statsoft.pl). Niewiele trzeba, aby karty kontrolne uruchomić. Oczywiście trzeba nieco dodatkowego wysiłku, aby je zrozumieć. Zrozumienie metod statystycznych pozwala znacznie efektywniej je wykorzystywać, pozwala w pełni wykorzystać ogromny potencjał tkwiący w tej technologii.

Wróćmy jeszcze na chwilę do sześciennych kostek, gdyż ktoś mógł zapytać o normalność rozkładu. Oczywiście kostka normalnego rozkładu nie daje, rozkład jest tu równomierny. Ale już średnia z trzech rzutów ma rozkład dość do normalnego zbliżony (rys. 2). Na pytanie o zgodności z rozkładem normalnym znajdziemy za pomocą STATISTICA odpowiedź po kilku kliknięciach, gdyż tyle trzeba, żeby wykonać jakiś test. Gdy wynik testu jest negatywny, można wykorzysta inny rozkład zgodny z danymi, STATISTICA nie stawia tu sztucznych ograniczeń.

Do sterowania procesem rzutów kostką odpowiedniejsza byłaby inna karta kontrolna. Gdyby na przykład zachodziła wątpliwość, czy produkowane kostki nie dają za mało szóstek (wiadomo, dzieci lubią, żeby wypadała szóstka), należałoby zastosować kartę kontrolną, gdzie wynik zliczania szóstek ze stu rozrzuconych kostek podlegałby ograniczeniu przez dolną linię kontrolną na poziomie 6. Dlaczego tak? Prawdopodobieństwo tak małej liczby szóstek w stu rzutach jest mniejsze od przyjętego powszechnie jako granica 0.0027.

Bardziej typowym procesom produkcyjnym odpowiadają różne, przewidziane w normie karty. Wszystkie one są dostępne w STATISTICA Industrial System. W programie można elastycznie dostosowywać parametry kart do aktualnych potrzeb konkretnego procesu technologicznego.

Należy podkreślić, że karty kontrolne nie wyczerpują przemysłowej oferty STATISTICA, zdolność procesu lub maszyny może tu być analizowana nawet w bardzo nietypowych sytuacjach. Dostępna jest analiza powtarzalności i odtwarzalności pomiarów, analiza Weibulla niezawodności, plany badań, planowanie doświadczeń itd. Ponadto STATISTICA zawiera bogaty zestaw modułów analitycznych stosowanych w badaniach marketingowych i w wielu innych dziedzinach.

Kart kontrolnych i ogólnie metod statystycznych jest wiele, jeżeli już wybrało się odpowiednią, może z pomocą konsultanta, to warto to gdzieś zapisać. Przy dzisiejszym stanie informatyki może to być aktywny zapis, zapis nie tylko dla pamięci technologa, ale dla systemu SPC, który będzie kartę kontrolną realizował.


Rys.2. Histogram wyników "pomiarów" liczby oczek przy rzutach trzema kostkami do gry. Rzutów było aż 1000 dlatego daje się zaobserwować niewielkie niezgodności z krzywą rozkładu normalnego.

Systemem SPC, zbudowanym na bazie najnowocześniejszej technologii informatycznej jest SEWSS (czytaj SUS): STATISTICA Enterprise-Wide SPC System. Jest to system przeznaczony dla całego przedsiębiorstwa, rozwiązujący kompleksowo sprawy SPC. Na zasadzie rozbudowanych praw dostępu użytkowników i grup użytkowników pozwala on na dzielenie wiedzy, organizując jednocześnie pracę. Warto podkreślić że system oferuje środowisko pracy odpowiednie do potrzeb i zadań wszystkich grup użytkowników, tzn. operatorów, inżynierów i kierownictwa. Dzięki możliwościom wymiany danych z innymi bazami czy hurtowniami danych pozwala wykonywać analizy wykraczające poza tradycyjnie rozumiane SPC. System SEWSS jest skalowalny, daje się łatwo rozbudowywać stosownie do rosnących potrzeb przedsiębiorstwa.

Powrót do początku

Poprzedni artykuł     Następny artykuł