01 One
同样是一张控制图,可能在做完全不同的事情
很多企业实际上把两件事情混在了一起。第壹件事情是,把过去一段时间的数据拿出来,通过控制图判断这个过程过去到底发生了什么。例如:收集过去一个月的数据,看看过程是否稳定,有没有特殊原因波动,什么时候发生了变化,不同班次之间有没有差异,换刀以后过程有没有变化,某一天为什么突然出现异常。这时候控制图更像一个“侦探”,它利用已经发生的数据寻找过程变化的线索,这就是回顾性或者分析控制图。
这种控制图当然有价值。因为企业必须先理解自己的过程,才能知道什么叫“正常”:
设备正常运行的时候波动有多大?
材料批次变化会不会带来均值变化?
不同班次之间有没有系统性差异?
刀具使用到什么阶段以后波动开始增加?
如果这些问题都没有搞清楚,仅仅画出两条控制限,其实并没有真正理解过程。因此,分析过去并不是SPC的低级应用,而是建立未来控制基准的重要基础。
但第二件事情完全不同。当我们已经通过历史数据和过程研究,对一个过程建立了基本认识,并形成了合理的中心线和控制限以后,接下来控制图面对的就不再是一批已经结束的历史数据,而是正在运行的生产过程。例如:上午8点采集一组数据,正常;10点再采一组,正常;12点的数据突然出现异常信号。这时候控制图的任务不是等到月底以后告诉质量经理:“你看,12号中午曾经发生过一次异常。”而应该马上触发现场反应:
设备是不是发生了变化?
刀具是不是磨损了?
材料批次是不是换了?
参数有没有调整?
测量系统有没有问题?
从上一次正常状态到现在生产的产品是否需要隔离?
这时候控制图的角色已经发生了变化,它不再只是一个统计分析工具,而成为现场生产控制系统的一部分。简单来说,分析控制图主要回答的是“过去发生了什么”,SPC控制图主要回答的是“现在的过程还是不是原来的那个过程”。
这也意味着,同样一张X̄-R图,可能承担完全不同的任务。前期收集数据,分析设备、材料、班次、测量等因素,确认过程基本稳定,并建立合理的过程基准,这时候我们是在“认识过程”;正式生产以后,把不断产生的新数据与已经建立的基准进行比较,判断过程有没有发生变化,这时候我们是在“控制过程”。所以可以把两者理解成一个非常简单的逻辑:过去的数据告诉我们,正常的过程应该长什么样;新的数据告诉我们,现在的过程还是不是原来的样子。
理解这一点以后,现场很多看似习以为常的SPC做法就值得重新思考了。例如:有些企业每个月都重新计算一次控制限,1月份算一次,2月份重新算,3月份再重新算;有些SPC软件甚至根据蕞近20组或25组数据自动滚动计算控制限。表面上看,这似乎更加科学,因为控制限总是在使用蕞新数据,但这里隐藏着一个很大的风险:如果过程已经发生变化,而控制限也跟着变化,我们实际上可能正在让异常自己变成“正常”。
例如随着刀具磨损,尺寸均值逐渐向上漂移。如果控制基准保持不变,我们可能很快通过趋势或者其他异常信号发现变化;但如果中心线和控制限不断根据蕞新数据重新计算,那么过程往上漂,中心线也跟着往上漂;过程波动越来越大,控制限也跟着越来越宽。蕞后可能出现一个非常荒唐的结果:过程明明已经恶化了,但控制图看起来仍然“受控”。这就像高速公路原来限速120公里/小时,一辆车开到140公里/小时以后,我们不是提醒司机减速,而是把限速牌改成150公里/小时。这样当然永远不会“超速”,但控制本身已经失去了意义。
这里也涉及SPC另外一个长期存在的误区:把控制限当成另外一种规格限。规格限来自设计要求、客户要求、功能要求或者法规要求:
1、它回答的是“产品做到什么程度算合格”;而控制限来自过程自身的统计行为;
2、它回答的是“如果过程没有发生特殊变化,它通常会在什么范围内波动”。所以控制图真正监控的并不是产品有没有超差,而是过程有没有发生变化。
这也是为什么一个产品完全可能还在规格范围以内,但控制图已经出现异常信号。恰恰是在这个时候采取行动,才体现了SPC的预防价值。如果一定要等到尺寸真正超出规格以后才处理,那更多是在做检验、遏制和不合格品控制,而不是统计过程控制。
反过来也一样,一个过程完全可能在统计意义上非常稳定,却稳定地生产着不满足要求或者能力不足的产品。例如:某尺寸要求10±0.5 mm,过程长期稳定在10.45 mm附近,而且波动很小。从控制图角度看,它可能非常稳定,但从规格要求和过程能力角度看,它显然存在风险。
稳定性回答的是:“过程有没有发生变化”,能力回答的是“这个稳定的过程能不能满足要求”。这两个问题不能混为一谈,更不能简单地认为“控制图没有超限,所以过程能力就一定没有问题”。
02 Two
真正的SPC,是从分析过去走向控制未来
如果理解了分析控制图和SPC控制图的区别,企业实施SPC的逻辑也应该发生变化。过去很多企业的流程是:采集数据→画控制图→计算Cpk→打印报表→签字存档。这样的流程完成了统计工作,却未必完成了过程控制。更加合理的逻辑应该是:先通过历史数据认识过程,再建立过程基准,然后利用新的数据监控过程变化,发现异常以后立即采取行动。
第壹步不是急着画图,而是理解过程。企业需要确认测量系统是否可靠,数据如何采集,合理子组如何建立,抽样频率如何确定,主要变差来源有哪些,设备、材料、人员、环境、刀具和参数变化会怎样影响过程。上一篇我们讨论“每2小时抽5件为什么可能没有依据”,本质上就是这个问题:如果不知道自己究竟想发现什么变化,就很难证明为什么应该每2小时抽一次,也无法证明为什么每次应该抽5件。
第二步是在过程相对稳定、主要特殊原因得到识别和处理以后,建立合理的过程控制基准。这里的中心线和控制限,不应该简单理解成软件自动计算出来的三条线,而应该理解成企业对“正常过程行为”的统计描述。只有当我们相信这段数据能够代表一个相对稳定、可以作为未来比较基准的过程时,这些控制限才真正具有管理意义。
第三步才是现场真正意义上的SPC控制。生产过程中新的数据不断产生,我们不断问同一个问题:现在的过程还是不是我们已经认识的那个正常过程?如果答案是“是”,过程继续运行;如果出现异常信号,则按照预先确定的反应计划采取措施。调查原因、确认设备和材料状态、必要时隔离产品、实施纠正措施,并确认过程是否恢复到正常状态。
因此,一张真正用于现场的控制图,后面一定应该连接一个东西:反应计划。如果控制图出现异常以后,现场人员不知道谁应该处理、不知道什么时候必须处理、不知道应该检查什么、不知道哪些产品需要隔离,也不知道什么时候可以恢复生产,那么即使控制图本身画得完全正确,它仍然没有真正形成过程控制。
第四步则是判断过程是否发生了永 久性的改变。如果因为设备改造、工艺优化、材料变化、刀具升级或者工程变更,使过程本身发生了实质变化,那么原来的控制基准可能已经不再适用。这时候不是简单地“重新计算一下控制限”,而是应该重新研究这个新的过程,确认新的过程状态稳定以后,再建立新的控制基准。换句话说,控制限可以改变,但必须因为过程真正改变了,而不是因为日历翻到了下个月。
这样一来,SPC才形成一个真正完整的闭环:认识过程→建立基准→监控过程→识别变化→采取行动→恢复稳定→评价变化→持续改进。控制图只是这个闭环中的一个工具,而不是SPC本身。
从这个角度再看新版SPC,我们可能会发现,它真正值得企业关注的并不只是增加了哪些术语、调整了哪些计算方法、增加了哪些控制图或者Cpk、Ppk应该怎么算,而是在重新强调一个长期被忽视的问题:SPC的核心不是统计计算,而是利用数据管理过程。
控制图因此具有两个完全不同但又彼此连接的视角。它可以是一面“后视镜”,帮助我们理解过去发生了什么;也可以是一块“仪表盘”,帮助我们判断现在是否正在偏离正常状态。没有后视镜,我们可能不知道过程从哪里来;只有后视镜,我们却永远无法控制前面的道路。
所以,“控制图到底是用来分析过去,还是控制未来?”这个问题真正的答案并不是二选一,而是:先通过过去认识过程,再利用这种认识控制未来。
结语:控制图的价值,不是记录过去,而是改变未来
上一篇我们讨论“每2小时抽5件”,实际上是在问SPC的第壹个问题:数据应该怎么采?
这一篇继续往下追问第二个问题:数据采回来以后,到底拿来干什么?如果答案只是月底画控制图、算Cpk、打印、签字和存档,那么企业拥有的可能只是SPC报表,而不是真正的统计过程控制。
真正有效的SPC,需要完成一个重要的转换:从“用数据证明过去发生了什么”,走向“用数据决定现在应该做什么”。当控制图出现异常以后,它应该能够连接现场反应、产品隔离、原因分析、措施实施、效果验证以及后续经验沉淀;只有这样,控制图上的一个异常点,才真正能够转化为一次现场管理行动。
这也是TPP在新版SPC培训、质量咨询和数字化项目中越来越关注的方向。TPP不仅帮助企业理解SPC的统计方法,也更加关注合理抽样、过程稳定性、过程能力、控制图、异常反应计划、问题解决以及数字化系统之间如何形成真正的闭环。因为企业真正需要的,并不是更多的控制图,而是更早地发现变化,更快地采取行动,让今天的数据真正帮助企业控制明天的风险。
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