过程控制中可变性的概念

资料来源：煤炭开采业危机和现代管理理论 Netsvetaev Alexander Glebovich、Rubanik Yuri Timofeevich、Mikhalchenko Vadim Vladimirovich / Kemerovo、Kuzbassvuzizdat，1998 年，92 页，ISBN 5-202-00323-4，BBK U9(2Ros)3 05。第651章, N 38

点评：AQT中心科学主任 谢尔盖·格里戈里耶夫 。

免费获取文章不会以任何方式降低其中所含材料的价值。

在开发控制图时，W. Shewhart 设定了通过减少技术操作的可变性来提高质量的目标。 W. 爱德华兹·戴明 (W. Edwards Deming) 发展了 W.休哈特将其作为他的管理哲学的基础。他的出发点是，社会和商业系统中的管理原则与技术系统中的流程一样，都遵循相同的客观可变规律。 W.爱德华兹·戴明博士令人信服地表明，如果不理解变异性的基本概念，就不可能谈论有效的管理。

可变性和过程控制的概念

技术过程控制问题包括许多需要做出有关改变过程参数的决策以实现所需输出值的情况。特别是，我们可以谈论调整设备、改变流程速度、调节库存水平等。

此类情况的一个基本特征是存在某个目标值，而如果不考虑观察到的变化的性质，管理流程的人员可能会采取使流程绩效指标恶化的行动。

让我们以一家生产生物源甲烷的企业的气流控制为例来考虑这一点。 [Winlow A. 系统思维。英国戴明协会第八届年会论文集，1995 年]。其工艺技术如下。城市垃圾被放置在采空的采石场中，然后覆盖一层土壤。在厌氧细菌的影响下，废物分解过程开始，伴随着甲烷的释放，其数量足以用作砖块生产中的额外能源。进入生产过程的甲烷量由操作员在压力降至某个所需值以下时打开天然气管道上的阀门来调节。产气量控制图显示，过程稳定，但分散性过大（图1）。

图 1. 气体体积控制图（改编自 Winlow A. System Thinking。英国戴明协会第八届年会论文集，1995 年）。

有人认为，过度变化的一个可能原因是对稳定系统功能的干扰。当压力降至平均值以下时打开风门来调节气体流量可能会给过程带来额外的变化。停止对该过程的干预，它很快恢复到新的状态，其特征不仅是分散明显更小，而且平均气体流量更高。

进一步的研究揭示了系统“摇摆”机制的本质。由于气体发生过程受到干扰，气体管道风门额外打开时气流强烈，厌氧菌的活性受到抑制。

所考虑的示例说明了工程实践中与干扰稳定系统运行相关的典型错误。为了改善这种情况，流程管理人员对个体偏差做出反应，却忽视了这些偏差可能是系统特性的表现这一事实。由于这些行为，系统输出的可变性增加 - 系统“摇摆”，其功能恶化，出现额外损失（在这种情况下，实验规则 2 和 3 的实施方式为 漏斗和目标 。 – 注意谢尔盖·P·格里戈里耶夫（Sergey P. Grigoryev）。

一条评论

为了回应那些有好奇心的人的建议，他们并不懒于构建控制图，之前已经将图 3.4 中的图表数字化了，我对这篇文章发表评论。

控制图，见图2。已经揭示了过程的变化（特殊原因影响下的不稳定），但文章的作者没有注意到这一点，报告了过程的稳定状态，只提到“过度”大分散。”与“过度”相比，“过度分散”对于此过程意味着什么尚不清楚 操作定义 “过多的”。

图 2. 根据图 1 的气体量控制图，其中突出显示的点表示系统在特殊原因的影响下发生统计上显着（值得注意）的变化。移动极差的 mR 图证实了系统在同一点退出稳定状态。

分析的作者必须了解导致 20-28 点（红色圆圈）过程稳定状态被破坏的特殊原因。即使考虑到延迟，寻找特殊原因也总是很复杂。在这部分数据中肉眼可见的变异性显着减少应该引起作者研究过程条件的兴趣，并在变异性方面有迹象表明过程状态更好。那里发生了什么，采取了哪些行动，或者相反，没有采取与流程相关的行动，其输入发生了什么？

也许这样的研究将揭示与减少操作员调节风门开度的干预之间的关联。作者不必猜测“过高”变异性的原因，也不必对技术过程进行危险的实验。

操作员（或自动化）对稳定过程控制的持续干预实际上增加了数据的传播，并且比简单的观察需要更高的调节成本（调整频率、可理解的操作算法、操作员不必要的认知活动）使用休哈特控制图 处于统计控制状态的过程使用休哈特控制图。

重要的是要理解，持续过程改进的目标意味着，首先，如果过程处于统计上不稳定（不可预测）的状态，则识别影响它的特殊原因，消除它们，如果不可能消除它们，则最小化他们对过程的影响，使其进入可预测的状态。状态。或者，相反，如果在特殊原因的影响下，从其目标的角度来看，过程处于更好的状态，则考虑这些原因并将其视为系统（一般）原因。只有在过程达到稳定状态后，才能寻求解决方案并采取措施来减少可预测过程的可变性，这将赋予考虑由于此类措施而获得的数据的权利。并不是因为可变性对某些人来说似乎“过度”，而是因为减少可变性总能改善流程本身。此外，文章中考虑的气体释放过程在过去已经证明了在数据传播大小方面更好的状态（点 20-28，用红色圈出），尽管平均气体释放量明显低于所达到的水平由文章作者在实验结束时提出。

顺便说一句，将稳定过程的平均值转向目标值通常比减少其可变性容易得多。请参阅解释此语句的开放解决方案： 使用公差字段的正确和错误方法。是否应该根据缺陷和良品的容差对产品进行分类，还是应该尝试定制流程？

如果注释的长度与文章本身相称，我们为什么要发表这篇文章呢？

本文的作者在传达使用有关可变性本质的新知识来提高质量以及改进流程和系统的有效性方面做了重要的工作。