Chương 6: Các công cụ thống kê trong kiểm soát và cải tiến chất lượng TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN KHOA QUẢN TRỊ KINH DOANH Hà Nội – T12/2019 Giảng viên : Mai Vũ Xuân Hoành Học phần : Quản trị Chất lượng
Nội dung Kiểm soát Quy trình và Cải tiến Chất lượng bằng công cụ thống kê Các công cụ thống kê cơ bản sử dụng trong kiểm soát và cải tiến chất lượng
Mục tiêu Nắm được khái niệm kiểm soát quá trình bằng thống kê ; Hiểu được mục đích và vai trò của kiểm soát quá trình bằng thống kê ; Nắm được vai trò của cơ sở dữ liệu trong kiểm soát quá trình bằng thống kê ; Khái niệm năng lực quá trình và cách tính chỉ số năng lực quá trình ; Nắm được các công cụ thống kê cơ bản trong quan trị chất lượng bằng thống kê .
Kiểm soát quá trình bằng thống kê (Statistical Process Control) Kiểm soát quá trình bằng thống kê là việc sử dụng các kỹ thuật thống kê trong việc thu thập , phân loại , xử lý và phản ánh các dữ liệu chất lượng thu được từ một quá trình hoạt động dưới hình thức nhất định , giúp nhận biết thực trạng của quá trình và kiểm soát sự biến động của quá trình đó .
Kiểm soát chất lượng bằng thống kê vs. Kiểm soát quá trình bằng thống kê Kiểm soát quá trình bằng thống kê là việc ứng dụng 14 công cụ thống kê và phân tích (7 công cụ chất lượng và 7 công cụ phụ trợ ) nhằm kiểm soát các yếu tố đầu vào của quá trình . Kiểm soát chất lượng bằng thống kê (Statistical Quality Control) là việc ứng dụng các công cụ đó nhằm giám sát các yếu tố đầu ra của quá trình .
Sự biến thiên (Variation) Sự biến thiên của quá trình là những dao động của các hoạt động và các yếu tố trong hệ thống làm cho có sự sai biệt trong các kết quả từ cùng một quá trình . Sự biến thiên là một phần tất yếu của bất cứ quy trình nào . Nhiều yếu tố trong quá trình mà ta có thể phần nào kiểm soát được như phương pháp , trang thiết bị , con người , nguyên vật liệu hay chính sách ảnh hưởng đến sự biến thiên .
Nguyên nhân của sự biến thiên Nguyên nhân thông thường : là nguyên nhân thuộc về bản thân quá trình , hình thành từ trong việc thiết kế quá trình và ảnh hưởng đến tất cả các yếu tố trung gian và đầu ra của quá trình . Theo Deming, 85% sự biến thiên xảy ra trong quá trình xuất phát từ nguyên nhân thông thường . Sự biến thiên này xuất phát từ nhiều nguyên nhân nhỏ và vì thế không thể bị triệt tiêu hoàn toàn . Cải tiến quá trình được thực hiện thông qua việc làm giảm nguyên nhân thông thường .
Nguyên nhân của sự biến thiên Nguyên nhân đặc biệt : là nguyên nhân không thuộc về bản thân quá trình , không nằm trong thiết kế và không làm ảnh hưởng đến tất cả các yếu tố trung gian và đầu ra của quá trình . Theo Deming, 15% sự biến thiên xảy ra trong quá trình xuất phát từ nguyên nhân thông thường . Sự biến thiên này có thể bị triệt tiêu thông qua việc sửa lỗi của nhân viên và cấp quản lý . Kiểm soát quá trình được thực hiện thông qua việc triệt tiêu các nguyên nhân đặc biệt .
Vai trò của các công cụ thống kê trong Kiểm soát Chất lượng Giám sát mức độ biến thiên của quy trình ; Giám sát chất lượng của sản phẩm / dịch vụ ; Cung cấp dữ liệu và kết luận phục vụ cho việc ra quyết định ; Giúp tìm ra nguyên nhân của sự biến thiên nhằm xác định đối tượng cho các chương trình kiểm soát hay cải tiến chất lượng ; Giảm chi phí chất lượng .
Dữ liệu thống kê Dữ liệu thống kê phục vụ cho Kiểm soát Quá trình là các thông tin thu thập được một cách có chủ đích nhằm cung cấp hiểu biết về trạng thái của một quá trình và phục vụ cho việc ra quyết định giải quyết các vấn đề trong quá trình .
Phân loại dữ liệu thống kê Biến số (Variable data): các dữ liệu thu được từ đo lường các giá trị xảy ra trên một thang liên tục . Ví dụ : chiều dài , trọng lượng , độ chịu lực ... Thuộc tính (attribute): các dữ liệu chỉ xảy ra tại một số điểm nhất định , thể hiện các giá trị rời rạc . Ví dụ : số sản phẩm hỏng , số khuyết tật của sản phẩm ...
Phân loại dữ liệu thống kê Phân loại theo công dụng của dữ liệu : Dữ liệu để tìm hiểu một quá trình ; Dữ liệu để phân tích thực trạng của quá trình ; Dữ liệu để cải tiến chất lượng ; Dữ liệu để kiểm soát , điều chỉnh quá trình ; Dữ liệu để chấp nhận hay loại bỏ một sản phẩm .
Sơ đồ nhân quả (Cause-and-effect diagram) Sơ đồ nhân quả ( còn gọi là sơ đồ Ishikawa hay sơ đồ xương cá ) biểu diễn mối quan hệ giữa nguyên nhân và kết quả ( là những chỉ tiêu chất lượng cần theo dõi ). Sơ đồ nhân quả xác định những nguyên nhân có thể dẫn đến một kết quả và phân loại chúng .
Ứng dụng của Sơ đồ nhân quả Sơ đồ nhân quả là công cụ hữu ích trong brainstorming bởi nó phân loại các ý tưởng theo các nhóm yếu tố . Sơ đồ nhân quả được sử dụng khi : Xác định các nguyên nhân có thể dẫn đến vấn đề ; Lối tư duy trong nhóm đi theo lối mòn .
Quy trình xây dựng Sơ đồ nhân quả Bước 1: Thống nhất trong việc xác định vấn đề cần giải quyết . Bước 2: Brainstorm các nhóm yếu tố chính dẫn đến vấn đề . Bước 3: Viết các nhóm yếu tố như là nhánh của mũi tên chính . Bước 4: Brainstorm các nguyên nhân thuộc những nhóm yếu tố chính đã xác định . Bước 5: Đặt câu hỏi ” Tại sao điều này xảy ra ?” cho mỗi nguyên nhân xác định được và viết các nhánh phụ giải thích cho các nguyên nhân đã xác định ở bước kế trước . Bước 6: Khi nhóm hết ý tưởng , tập trung và những nơi có ít ý tưởng .
Sơ đồ Nhân quả (Cause-and-effect diagram)
Thực hành Một doanh nghiệp ngành bưu chính cần tiến hành thực hiện cải tiến chất lượng nhằm giảm thiếu số lượng kiện hàng thất lạc . Xây dựng một sơ đồ nhân quả và thảo luận những phương thức ứng phó có thể thực hiện . Sự an toàn khi vận hành ô tô phụ thuộc và rất nhiều hệ thống như động cơ , bộ truyền tải , phanh ... Xây dựng mô hình nhân quả cho tai nạn ô tô và thảo luận những lĩnh vực cần được phân tích để phòng ngừa tai nạn . Xây dựng mô hình nhân quả cho tai nạn ô tô với các nguyên nhân từ phía người lái , giả định rằng ô tô hoạt động hoàn toàn bình thường .
Sơ đồ Nhân quả (Cause-and-effect diagram)
Sơ đồ Nhân quả (Cause-and-effect diagram)
Sơ đồ Nhân quả (Cause-and-effect diagram)
Phiếu kiểm tra chất lượng (Check sheet) Phiếu kiểm tra chất lượng là mẫu phiếu được thiết kế nhằm thu thập và lưu trữ các dữ liệu chất lượng dùng làm đầu vào cho các công cụ phân tích thông kê khác .
Một số công dụng của phiếu kiểm tra chất lượng Nhận biết , đánh giá sự phân bố của các giá trị thuộc tính của một quá trình ; Nhận biết , đánh giá loại khuyết tật của sản phẩm ; Nhận biết nơi xảy ra khuyết tật ; Xác nhận nguyên nhân của khuyết tật ; Làm danh sách kiểm tra .
Ứng dụng của Phiếu kiểm tra Chất lượng Phiếu kiểm tra Chất lượng được sử dụng khi : Dữ liệu có thể được quan sát và thu thập nhiều lần bởi cùng một người ở cùng một địa điểm ; Khi thu thập dữ liệu về mức độ thường xuyên hay quy luật của các sự kiện , vấn đề , điểm diễn ra lỗi , nguyên nhân xảy ra lỗi ...; Khi thu thập dữ liệu từ một quy trình sản xuất .
Quy trình xây dựng Checksheet Bước 1: Xác định vấn đề hay sự kiện cần quan sát . Bước 2: Xác định dữ liệu được thu thập vào lúc nào và trong bao lâu . Bước 3: Thiết kế mẫu phiếu sao cho dữ liệu thu lập được có thể lưu trữ ở dạng đánh dấu đơn giản như dấu X... Bước 4: Dán nhãn toàn bộ chỗ trống trong phiếu . Bước 5: Kiểm tra thí điểm khả năng lưu trữ dễ dàng và đúng dữ liệu cần . Bước 6: Ghi nhận vào phiếu mỗi khi đối tượng của quan sát xuất hiện .
Loại lỗi/số lần xuất hiện Checksheet tuần Tổng Thứ 2 Thứ 3 Thứ 4 Thứ 5 Thứ 6 Lỗi 1 4 7 2 9 1 23 Lỗi 2 9 5 4 10 5 33 Lỗi 3 10 7 5 22 Lỗi 4 3 7 6 1 2 19 Lỗi 5 1 1 5 2 5 14 Lỗi 6 6 9 10 7 4 36 Lỗi 7 8 9 2 2 21 Lỗi 8 6 7 8 4 3 28 Lỗi 9 8 9 8 9 2 36 Lỗi 10 3 8 3 5 19 Tổng 58 61 58 47 27 251
Biểu đồ phân bố mật độ (Histogram Chart) Biểu đồ phân bố mật độ là một biểu đồ dạng cột thể hiện tần suất xuất hiện quan sát trong nhiều lớp . Biểu đồ phân bố mật độ là một s ự biểu hiện trực quan cách mà dữ liệu về các quan sát đ ư ợc phân bổ qua các lớp khác nhau .
Ứng dụng của Biểu đồ phân bố mật độ Biểu đồ phân bố mật độ được sử dụng khi : Dữ liệu là số ; Cần biết dạng phân bố của dữ liệu , đặc biệt là khi muốn kiểm tra đầu ra của quy trình có phân bố chuẩn hay không ; Phân tích xem quy trình có đạt yêu cầu của khách hàng hay không ; Phân tích đầu ra của nhà cung ứng ( đầu vào của doanh nghiệp );
Ứng dụng của Biểu đồ phân bố mật độ ( tiếp ) Kiếm tra có sự thay đổi trong quy trình tại các giai đoạn khác nhau hay không ; Xác định có sự biến động đầu ra giữa các quy trình khác nhau hay không . Cần trao đổi về phân bố của số liệu đến người / bộ phân khác một cách nhanh chong và dễ dàng .
Xây dựng Biểu đồ phân bố mật độ Bước 1: Thu thâp ít nhất 50 dữ liệu liên tiếp trong cùng một quy trình . Bước 2: Phân lớp dữ liệu . Có nhiều phương pháp nhưng nguyên tắc phân lớp thường dùng là chọn a lớp sao cho : 2 a-1 < n < 2 a (n là số quan sát ) Bước 3: Vẽ 2 trục Ox và Oy. Trục tung Oy thể hiện giá trị quan sát được , trục hoành Ox thể hiện giá trị trung bình của giới hạn trên và giới hạn dưới của lớp . Bước 4: Dựa vào số liệu để vẽ các cột vào sơ đồ trên .
100 giá trị quan sát độ dài sợi bún của nhà cung cấp A (đ ơ n vị : cm) Lớp 20 – 29 30 - 39 40 – 49 50 - 59 60 - 69 70 - 79 80 - 89 Tần suất 6 11 19 29 20 10 6
Biểu đồ Pareto (Pareto Chart) Biểu đồ Pareto là một biểu đồ cột mà chiều dài của các cột thể hiện tần suất hoặc chi phí ( thời gian hay tiền bạc ), và được sắp xếp theo thứ tự các cột cao nhất giảm dần đến thấp nhất từ trái sang phải .
Ứng dụng của Biểu đồ Pareto Biểu đồ Pareto được sử dụng khi : Phân tích dữ liệu về tần suất xuất hiện những vấn đề hay các nguyên nhân của vấn đề được quan sát trong cùng một quy trình ; Khi có quá nhiều vấn đề hay nguyên nhân của vấn đề và cần tập trung nguồn lực giải quyết vấn đề hay nguyên nhân quan trọng nhất ; Khi phân tích những nguyên nhân chung chung bằng cách đánh giá những nhân tố cấu thành cụ thể của chúng ; Khi trao đổi với người / bộ phận khác về những dữ liệu thu thập được .
Quy trình Xây dựng Biểu đồ Pareto ( tiếp ) Bước 1: Lựa chọn cách phân loại dữ liệu (theo lỗi, vấn đề, nguyên nhân của vấn đề); Bước 2: Xác định đơn vị đo lường phù hợp (tần suất, số lượng, chi phí, hay thời gian); Bước 3: Lựa chọn khung thời gian cho dữ liệu được biểu thị trên biểu đồ (một chu kỳ công việc, một ngày, một tuần...); Bước 4: Thu thập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu mỗi khi thu thập, hoặc phân loại và sắp xếp các dữ liệu có sẵn để sử dụng cho biểu đồ Pareto;
Quy trình Xây dựng Biểu đồ Pareto ( tiếp ) Bước 5: Tính tổng cho từng nhóm số liệu; Bước 6: Xác định thang đo cho dữ liệu. Giá trị cao nhất là số tổng lớn nhất được tính ở bước 5. Đánh dấu thang đo ở cột trái của biểu đồ. Bước 7: Lập biểu đồ cột và dán nhãn cho mỗi nhóm số liệu theo thứ tự cột cao nhất ở bên trái cùng và chiều cao giảm dần từ trái sang phải ; nếu có quá nhiều các nhóm nhỏ thì gộp lại thành một nhóm “ Khác ”;
Quy trình Xây dựng Biểu đồ Pareto ( tiếp ) Bước 8 và 9 không bắt buộc nhưng rất hữu ích cho việc phân tích và trao đổi kết quả phân tích với người / bộ phận khác . Bước 8: Tính toán tỷ lệ phần trăm của mỗi nhóm và dán nhãn trên trục tung bên phải theo tỷ lệ phần trăm ; Bước 9: Tính tổng lũy tích tỷ lệ phần trăm tính ở bước 8 và vẽ một đường tổng lũy tích .
Biểu đồ cột
Biểu đồ Pareto
Lô số Ngày (T3/19) Số hàng được kiểm Trầy xước Tổn thất Mẻ Tổn thất Vỡ Tổn thất Tổn thất Khác
% Tổn thất ($) Nguyên nhân Tổn thất ($) % % lũy kế Mẻ Trầy xước Vỡ Khác
Biểu đồ phân tán (Scatter Diagram) Biểu đồ phân tánbiểu diễn các cặp số liệu để tìm hiểu mối quan hệ giữa hai biến . Mỗi một điểm trên biểu đồ có tọa độ tương ứng với hai biến số trên trục tung và trục hoành . Nếu các điểm đấy tập trung quanh một đường thẳng hoặc đường cong thì hai biến đấy có sự tương quan .
Ứng dụng của Biểu đồ phân tán Biểu đồ phân tán được sử dụng khi : Có 2 nhóm dữ liệu có sự tương quan; Có nhiều giá trị biến phụ thuộc tương ứng với mỗi một biến độc lập; Cần xác định sự tương quan giữa hai biến, ví dụ như: - Khi xác định những nguyên nhân gốc rễ có thể dẫn đến vấn đề, - Khi xác định các nhân tố trong sơ đồ xương cá và cần kiểm tra một cặp nhân quả có thực sự có mối liên hệ lẫn nhau không, - Khi kiểm tra hai kết quả có liên quan đến nhau có phải cùng được tạo ra bởi một nguyên nhân hay không.
Quy trình Xây dựng Biểu đồ phân tán Bước 1: Thu thập các cặp số liệu cần kiểm tra sự tương quan; Bước 2: Vẽ một biểu đồ với trục hoành là biến độc lập và trục tung là biến phụ thuộc. Với mỗi một cặp dữ liệu, vẽ một điểm hoặc là một ký hiệu ở tọa độ tương ứng với giá trị của cặp biến; Bước 3: Quan sát biểu đồ để kiểm tra xem mối quan hệ giữa hai biến có rõ ràng hay không. Nếu các điểm trong biểu đồ tạo thành một đường thẳng hay một đường cong, cặp biến này có sự tương quan và có thể thực hiện phân tích hồi quy hay phân tích tương quan. Nếu không, tiếp tục các bước 4 – 7 sau:
Quy trình Xây dựng Biểu đồ phân tán ( tiếp ) Bước 4: Chia biểu đồ thành các góc phần tư. Nếu có X điểm trên biểu đồ: - Đếm X/2 điểm từ trên xuống dưới và vẽ một đường ngang, - Đếm X/2 điểm từ trái sang phải và vẽ một đường dọc, - Nếu số điểm là lẻ thì vẽ các đường đấy qua điểm giữa tìm được; Bước 5: Đếm số điểm ở mỗi góc phần tư, không tính các điểm ở trên các đường thẳng đã kẻ;
Quy trình Xây dựng Biểu đồ phân tán ( tiếp ) Bước 6: Tính: A = Số điểm ở góc phần tư thứ II + Số điểm ở góc phần tư thứ IV B = Số điểm ở góc phần tư thứ I + Số điểm ở góc phần tư thứ III Q = min (A,B) N = A + B Bước 7: Đối chiếu với bảng kiểm tra xu hướng Q < Giới hạn: hai biến có sự tương quan; Q > Giới hạn: hai biến không có sự tương quan.
Chi phí đào tạo (triệu đồng) Số lượng nhân viên được đào tạo Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Chi phí đào tạo (triệu đồng) Số nhân viên được đào tạo
Biểu đồ kiểm soát (Control Chart) Biểu đồ kiểm soát là một biểu đồ chuỗi thời gian (time sequence plot) với những đường ra quyết định (decision lines). Biểu đồ kiểm soát được sử dụng để tìm hiểu xem các quá trình thay đổi như thế nào qua thời gian và kiểm tra xem quá trình có được kiểm soát tốt hay không.
Ứng dụng của Biểu đồ kiểm soát Biểu đồ kiểm soát được sử dụng khi: Kiểm soát những quá trình đang diễn ra bằng cách tìm ra và giải quyết những vấn đề xuất hiện; Dự đoán những đầu ra của quá trình; Kiểm tra quá trình có diễn ra ổn định hay không; Phân tích những khuynh hướng chính của sự biến thiên trong quy trình (cả sự biến thiên đặc biệt và biến thiên thông thường); Xác định xem những chương trình cải tiến chất lượng nên tập trung vào việc ngăn ngừa những vấn đề cụ thể hay là tạo nên những thay đổi về bản chất trong quá trình.
Quy trình Xây dựng Biểu đồ kiểm soát Bước 1: Lựa chọn loại biểu đồ kiểm soát phù hợp với dữ liệu; Bước 2: Xác định khoảng thời gian phù hợp nhằm thu thập dữ liệu; Bước 3: Thu thập dữ liệu, xây dựng biểu đổ và phân tích dữ liệu Bước 4: Tìm những “dấu hiệu mất kiểm soát” trên biểu đồ kiểm soát. Khi đã xác định được các điểm này, đánh dấu trên biểu đồ và tìm kiếm nguyên nhân gây ra tình trạng mất kiểm soát. Ghi nhận nguyên nhân và cách khắc phục.
Một số dấu hiệu mất kiểm soát Một điểm bên ngoài đường kiểm soát ( điểm 16). 2 trong số 3 điểm liên tiếp ở cùng một phía với đường trung bình và cách đường trung bình ít nhất 2 sigma ( điểm 4).
Một số dấu hiệu mất kiểm soát 4 trong số 5 điểm liên tiếp ở nằm cùng một phía so với đường trung bình và cách đường trung bình ít nhất 1 sigma ( điểm 11) 8 điểm liên tiếp nằm cùng một phía so với đường bình ( điểm 21).
Quy trình Xây dựng Biểu đồ kiểm soát ( tiếp ) Bước 5: Liên tục thu thậph dữ liệu và biểu thị trên biểu đồ để tìm kiếm các dấu hiệu mất kiểm soát cho đến khi có ít nhất 20 điểm dữ liệu liên tục không có dấu hiệu mất kiểm soát; Giải thích: khi bắt đầu mỗi một biểu đồ kiểm soát, nhiều khả năng là quy trình đang mất có kiểm soát. Khi đó, các đường giới hạn được tính toán từ 20 điểm dữ liệu đầu tiên chỉ mang tính tạm thời. Sau quá trình cải tiến để kiểm soát quy trình, các giới hạn kiểm soát này cần được tính toán lại để vẽ biểu đồ kiểm soát mới.
Bài tập tình huống Dự án cải thiện tỷ lệ sản phẩm lỗi tại doanh nghiệp dệt may Dự án kiểm soát sản phẩm không phù hợp trên chuyền chế biến Dự án kiểm soát tình trạng thiếu cung ứng nguyên phụ liệu tại doanh nghiệp cơ khí