Последствия затрат на выборку приемки в производстве

Выборка приемки - это статистический метод контроля качества, используемый в производстве для принятия или отклонения партии продукции на основе проверки образца. Хотя он обеспечивает практическую альтернативу 100%-ной проверке, он несет значительные последствия для затрат, которые непосредственно влияют на конечную прибыль производителя. Понимание этих затрат и обучение тому, как управлять ими, имеет важное значение для поддержания как качества, так и прибыльности.

Что такое выборка принятия?

Выборка приемки включает выбор случайной выборки из производственного участка, проверку каждого элемента в образце по заранее определенным критериям и принятие решения о всей партии на основе количества обнаруженных дефектов. Если количество дефектов в образце ниже заданного порога, то партия принимается; в противном случае она отвергается. Метод основан на теории вероятностей и определяется такими стандартами, как ANSI/ASQ Z1.4 и ISO 2859.

Существует два основных типа выборки приемки: выборка атрибутов (просто классифицируя элементы как соответствующие или несоответствующие) и выборка переменных (измерение непрерывной характеристики и сравнение ее со спецификацией). Выборка атрибутов более распространена из-за ее простоты, но выборка переменных может предоставить больше информации на образец элемента, потенциально уменьшая размер выборки и стоимость.

Почему стоит использовать выборку приемки вместо 100%-ной проверки?

100%-ная проверка часто неосуществима из-за временных ограничений, разрушительных требований к тестированию или чрезвычайно больших размеров лотов. Выборка приемки предлагает статистическую основу для принятия решений с гораздо меньшими усилиями по проверке. Однако она вводит баланс рисков: принятие дефектных партий (риск потребителя, β) и отказ от хороших партий (риск производителя, α). Оба риска несут различные последствия затрат, которые необходимо управлять.

Основные факторы затрат при отборе проб

Общая стоимость плана отбора проб на прием включает прямые расходы на проверку плюс последствия решений, принятых на основе выборки. Ниже мы разбивываем каждый фактор.

Расходы на инспекцию

Затраты на проведение инспекций включают в себя труд, калибровку оборудования, специализированные инструменты для тестирования и время, необходимое для отбора проб и измерения. Несмотря на то, что отбор проб снижает объем проверки по сравнению со 100%-ным контролем, удельные затраты на одну инспекцию могут быть выше, если для отбора проб требуется более точное измерительное оборудование или высококвалифицированные инспекторы. Размер выборки n напрямую приводит к этим затратам: больший n означает больше инспекционной работы и потенциально более разрушительные потери при испытаниях.

Затраты на отказ

При отказе от партии изготовитель несет расходы на сортировку, переработку или слом всей партии. Отказ также может вызвать задержки производства, пропущенные сроки поставки и потерю доверия клиентов. В некоторых отраслях отклоняемые партии вызывают расследования и генерацию отчетов, добавляя административные накладные расходы. Если уровень отказов высок, совокупная стоимость переработки или лома может быстро перевесить любую экономию от использования выборки.

Риски принятия (ложные положительные и ложные отрицательные)

Принятие неисправного лота (риск потребителя) может привести к полевым сбоям, гарантийным требованиям, возврату продукта и репутационному ущербу. Эти затраты часто превышают стоимость проверки во много раз. И наоборот, , отклоняя хороший лот (риск производителя) растрачивает отлично пригодные для использования продукты и создает ненужные затраты на переработку. Оба риска обратно связаны с размером выборки, поэтому выбор правильного размера выборки включает балансирование стоимости проверки с стоимостью этих ошибок.

Размер выборки и дизайн плана

Размер выборки и приемочное число (]c, максимально допустимые дефекты) определяют кривую рабочей характеристики плана (OC). План с меньшим размером выборки и большим приемо-сдаточным числом имеет более низкую стоимость проверки, но более высокий риск принятия дефектных партий. План с большим размером выборки и меньшим приемо-сдаточным числом снижает риск как производителя, так и потребителя, но повышает затраты на проверку. Производители могут использовать стандартные таблицы (например, от ASQ или ISO) для выбора планов на основе размера партии, уровня качества и желаемых уровней риска, но каждый план имеет связанный профиль затрат.

Расходы на взаимоотношения с поставщиками

Частые отказы могут напрягать отношения с поставщиками. Поставщики могут взимать более высокие цены для покрытия своего собственного риска, или они могут настаивать на более жестких спецификациях, которые увеличивают себестоимость производства. В некоторых случаях навязанный покупателем приемочный отбор заставляет поставщиков инвестировать в свои собственные системы проверки, стоимость которых может быть передана по цепочке поставок. Доверие и партнерство могут снизить потребность в обширном отборе проб, снижая затраты для обеих сторон.

Обучение и экспертиза

Эффективная выборка для принятия требует квалифицированного качественного персонала, который понимает планы отбора проб, статистические методы и надлежащие методы проверки. Неадекватная подготовка увеличивает вероятность ошибок выборки, предвзятого выбора или неправильной интерпретации результатов, что приводит к плохим решениям и скрытым затратам. Инвестирование в обучение является прямой стоимостью, но может уменьшить ошибки нисходящего потока.

Балансировка стоимости и качества: экономика выборочных планов

Фундаментальный компромисс в приемке выборки заключается в стоимости проверки и стоимости прохождения несоответствующего продукта. NIST Manufacturing Extension Partnership подчеркивает, что самый дешевый план не всегда является наиболее экономичным, поскольку он может увеличить риск дорогостоящих сбоев качества.

Операционные характеристики (OC) кривые

Кривая OC показывает вероятность принятия лота по отношению к фактическому проценту дефектов в лоте. Каждый план выборки имеет четкую кривую OC. Кривые крутых частот идеальны - они обеспечивают высокую вероятность принятия для хороших лотов и низкую вероятность для плохих лотов - но они обычно требуют больших размеров выборки. Разработка плана с благоприятной кривой OC означает изучение стоимости плохих лотов по сравнению со стоимостью проверки, а затем выбор n и c , которые минимизируют общую ожидаемую стоимость.

AQL, LTPD и стоимость качества

Допустимый уровень качества (AQL) является наихудшим уровнем качества, который по-прежнему считается приемлемым для производственного процесса. Отсутствие толерантности к процентному дефициту (LTPD) — это уровень качества, который потребитель считает неприемлемым. Разница между AQL и LTPD определяет «маржу качества». План, который может последовательно различать их, будет иметь высокий риск производителя вблизи AQL и низкий риск потребителя вблизи LTPD. Выбор значений AQL и LTPD требует балансирования стоимости улучшения процесса с затратами на проверку и стоимостью дефектов.

Например, производитель медицинского оборудования может указать очень низкий AQL (0,1%), потому что стоимость дефекта в полевых условиях катастрофическая. Это приводит к большим размерам выборки и высоким затратам на проверку, но это оправдано огромной стоимостью отказа. Напротив, поставщик товарных деталей с низким следствием дефекта может использовать более высокий AQL (1,5%) и меньший образец, снижая стоимость проверки за счет немного более высоких показателей дефектов.

Общая стоимость рамок качества

Выборка приемки соответствует более широкой модели стоимости качества (COQ), которая классифицирует затраты на качество как предотвращение, оценку, внутренний отказ и внешний отказ. Отбор проб является себестоимостью оценки. Сокращение затрат на оценку путем скудного использования выборки может увеличить внешние затраты на отказ. Оптимальный план выборки — это тот, где предельная стоимость дополнительной проверки равна предельному сокращению затрат на отказ. Эта концепция подробно объясняется ресурсами ASQ Cost of Quality.

Стратегии минимизации затрат на выборку приемки

Производители могут принять несколько стратегий для контроля затрат, связанных с приемкой проб, не жертвуя качеством.

Оптимизируйте размер выборки с использованием статистических стандартов

Вместо произвольного выбора размера выборки используйте стандартные отраслевые таблицы, такие как ANSI/ASQ Z1.4 или ISO 2859. Эти таблицы предоставляют размеры выборки и номера приемки для разных размеров партий и уровней проверки (нормальные, ужесточенные, уменьшенные). Выбор правильного уровня проверки имеет решающее значение. Например, если процесс стабилен и показатели дефектов низки, переход на сокращенный размер выборки может сократить размер выборки вдвое. Ужесточение проверки должно использоваться только тогда, когда процесс показывает признаки ухудшения. Следование правилам переключения экономит деньги при сохранении качества.