Японский ученый Г. Тагучи в 1960 г. высказал мысль, что качество не может более рассматриваться как мера соответствия требованиям проектной/конструкторской документации. Соблюдения качества в терминах границ допусков недостаточно. Необходимо постоянно стремиться к номиналу, к уменьшению разброса даже внутри границ, установленных проектом.

Г. Тагучи предложил, что удовлетворение требований допусков - отнюдь не достаточный критерий, чтобы судить о качестве. В конце концов, минимальными оказываются затраты на обслуживание продукта после его получения потребителем, т.е. минимизируются переделки, наладки и расходы по гарантийному обслуживанию.

Управление, нацеленное лишь на достижение соответствия требованиям допусков, приводит в своим специфичным проблемам. Вместе с тем, нельзя не отметить, что допуски служили верную службу на протяжении многих лет: они позволяли производить предметы, которые были достаточно хороши в свою эпоху.

• Метод Тагучи позволяет ранжироватьприоритеты в программе управления качеством
• Количественно оценить улучшение качества

Разберем, например, некоторые из проблем, которые могут возникнуть, если соответствие валов и отверстий не идеально. Если их сочленение соответствует более плотной посадке, в процессе работы машины возникнет избыточное трение. Для его преодоления потребуется большая мощность или расход топлива.

При этом возможно возникновения локального перегрева, могущего привести к некоторым деформациям и плохой работе. Если посадка слишком свободная, то может происходить утечка смазки, которая может вызвать повреждение в других местах. Самое малое - замена смазки - может оказаться дорогостоящей процедурой как из-за стоимости самого смазывающего состава, так из-за необходимости более частой остановки машины для проведения техобслуживания. Слабая посадка может также привести к вибрациям, вызывающим шум, пульсирующие нагрузки, которые, весьма вероятно, приведут к уменьшению срока службы из-за отказов, вызванных напряжениями.

Очевидно, необходим другой, качественно другой подход, который не требует искусственного определения годного и негодного, хорошего и плохого, дефектного и бездефектного. Такой подход, в свою очередь, предполагает, что существует наилучшее значение, и что любое отклонение от этого номинального значения вызывает некоторого вида потери или сложности в соответствии с типом зависимости, который был рассмотрен на примерах для диаметра валов и отверстий.

Функция потерь Тагучи как раз и предназначена для этого. Графически функция потерь Тагучи обычно представляется в форме:

Рис. 1. Графическая функция потерь Тагучи

Значение показателя качества откладывается на горизонтальной оси, а вертикальная ось показывает "потери", или "вред", или "значимость", относящиеся к значениям показателей качества. Эти потери принимаются равными нулю, когда характеристика качества достигает своего номинального значения.

Математический вид функции Тагучи представлен в заголовке графика, где x - измеряемое значение показателя качества; x0 - ее номинальное значение; L(x) - значение функции потерь Тагучи в точке х ; с - коэффициент масштаба.

Известный японский ученый Г. Тагути в 1950-1980-е годы предложил ряд методов оптимизации проектирования продукции и производства, которые позволяют существенно улучшить их качество и широко используются в ряде стран, особенно в Японии и США. К числу наиболее авторитетных фирм, использующих методы Тагути, относятся Toyota, Ford, General Electric.

Гэнити Тагути изучал вопросы совершенствования промышленных процессов и продукции. Он развил идеи математической статистики, относящиеся, в частности, к статистическим методам планирования эксперимента и контроля качества.

Гэнити Тагути в свое время разработал собственную систему, сочетающую инженерные и статистические методы, нацеленную на быстрое повышение экономических показателей компании и качества продукции путем оптимизации конструкции изделий и процессов их изготовления. Эта методология, включающая и общую философию, и набор практических инструментов управления качеством, получила название "Методы Тагути".

В основе методов Тагути лежат известные статистические методы (статистическое планирование экспериментов, метод оптимума номинала и др.). Не все математические предпосылки, лежащие в основе его методов, признаются специалистами бесспорными. Однако, поскольку методы Тагути являются многоступенчатыми, предполагают ряд проверок и корректировок, эти недостатки не снижают их эффективности.

К числу наиболее известных идей Тагути относятся следующие.

1. Качественными считаются только такие изделия, характеристики которых полностью совпадают с их номинальными значениями по чертежу. Любое отклонение приводит к потерям в стоимостном выражении, пропорциональным квадрату этого отклонения. Эта зависимость потерь от отклонений от номинала была названа функцией потерь качества (ФПК) и используется для выбора допусков на продукцию, обеспечивающих равенство потерь производителя и потребителя.

2. При проектировании, изделие и процесс производства можно сделать робастными , то есть устойчивыми , нечувствительными к различным помехам при эксплуатации и производстве изделия. Главная ответственность за качество лежит на разработчике изделия, а не на организаторах производства.

3. Критерием правильности проектирования является предсказуемость модели объекта проектирования, которая оценивается отношением сигнал/шум и минимизацией дисперсии выходной характеристики объекта (рассчитывается с помощью дисперсионного анализа).

4. Для оптимизации параметров изделий и процессов следует использовать материальное планирование эксперимента;

К числу наиболее важных принципов Тагути в области качества можно отнести следующие.

1. Важная мера качества изделия - общие потери, которые несет из-за него общество.

2. В конкурентной экономике условиями выживания в бизнесе являются одновременные непрерывные улучшения качества продукции и снижение затрат на ее производство и эксплуатацию.

3. Программа непрерывного улучшения качества включает непрерывное уменьшение разбросов выходных характеристик изделия относительно их заданных номинальных значений.

Функция потерь Тагути

Главная целевая направленность концепции Тагути – это повышение качества с одновременным снижением стоимости.

Традиционно качество и стоимость в статистических методах рассматривались раздельно, при этом качество было главным фактором. То есть, в начале проектирования определялись показатели качества и исследовался разброс; и если разброс не выходил за установленные пределы, то выбранные характеристики принимались. Затем на основании полученных характеристик устанавливалась стоимость. А если стоимость оказывалась выше заданной величины, то путем изменения уровня качества (т.е. показателей качества) снижали стоимость продукции. В отличии от вышеуказанного подхода при расчётах по методике Тагути главным считалась стоимость.

Тагути предложил измерять качество теми потерями, которые вынуждены нести общество после того как товар изготовлен Ученый не был согласен с общепризнанным определением качества: "нахождение параметров изделий в установленных пределах". Такое определение позволяет считать, что два изделия мало отличаются друг от друга, если параметры одного находятся вблизи границы допуска, а параметры другого - немного выходят за эти границы. Тем не менее первое из них считается "хорошим", а второе - "плохим". В отличие от традиционного подхода, методы Тагути нацелены на обеспечение минимальных отклонений параметров изделий от заданных, при которых не происходит роста затрат, обусловленных качеством. Тагути предлагает оценивать качество величиной ущерба, наносимого обществу, с момента поставки продукции - чем меньше этот ущерб, тем выше качество. Основу его концепции обеспечения качества составляет теория потерь или ущерба от ненадлежащего качества.

Тагути доказал, что стоимость отклонения от целевого значения (номинала) возрастает по квадратичному закону по мере удаления от цели и предусматривает наличие потерь за пределами допуска (рис. 38).

Рисунок 38 - Допусковое мышление

Тагути предложил характеризовать производимые изделия устойчивостью технических характеристик и объединил стоимостные и качественные показатели в так называемую функцию потерь , по которой качественными считаются только такие изделия, показатели качества которых полностью совпадают с их номинальными значениями, а всякое отклонение от номинала сопряжено с той или иной потерей качества продукции. Функция одновременно учитывает потери, как со стороны потребителя, так и со стороны производителя.

Функция потерь имеет следующий вид:

L(y)=k(y-m) 2 , (45)

uде L - это потери для общества (величина, учитывающая потери потребителя и производителя от бракованной продукции), выраженные в денежных единицах;

k - константа потерь, определяемая с учетом расходов производителя изделий (затраты на восстановление, ремонт, замену и т.п.);

y – значение параметра;

m - номинальное значение соответствующей функциональной характеристики;

(y-m) - отклонение от номинала.

Очевидно, что чем больше отклонение у от его номинала m, тем больше потери. Это концепция показывает важность непрерывного уменьшения вариаций, уменьшение разброса от номинального разброса. Она учитывается при проектировании продукции с учетом потерь.

Практическое применение функции потерь заключается в том, что она позволяет определить эффективность любого мероприятия, направленного на увеличение качества (рис. 39).

Рисунок 39 - Мышление через функцию потерь

Функция потерь качества является параболой с вершиной (потери равны нулю) в точке наилучшего значения (номинала ), при удалении от номинала потери возрастают и на границе поля достигают своего максимального значения - потери от замены изделия.

Если производится продукция, соответствующая целевым значениям, это приводит к снижению затрат на качество, уменьшению возможных затрат, связанных с приемочными испытаниями.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Курский государственный технический университет"

по дисциплине "Основы обеспечения качества"

на тему "Гуру качества: Генити Тагути".

Подготовила: студентка гр. УК-81

Новикова О.

Проверил: А.С. Соколенко

Имя японского ученого Гэнити Тагути в настоящее время в табеле о рангах по популярности не уступает К. Исикаве, Дж. Джурану, А. Фейгенбауму и другим видным деятелям в области качества. Это объясняется тем, что его идеи и подходы при обеспечении качества нашли широкое применение в промышленности Японии, а затем и в других странах. В своей работе я хотела бы рассказать об это замечательном ученом и познакомиться с основными положениями его концепции.

Начнем с биографии.

Родился 1 января 1924 г. До призыва на военную службу в течение года он изучал текстильное машиностроение в техническом колледже. Отслужив в Астрономическом департаменте Навигационного института Японского императорского военно-морского флота, Тагути работал в Министерстве здравоохранения и Институте математической статистики Министерства образования. Глубоко изучить методы планирования эксперимента и использования ортогональных расположений ему помог известный японский статистик, лауреат национальной премии Матосабуро Масуяма, с которым Тагути познакомился в Министерстве здравоохранения. Позднее эти знания дали ему возможность консультировать компанию "Morinaga Pharmaceuticals" и ее дочернюю компанию "Morinaga Seika".

В 1950 г. Тагути начал работать в только что основанной лаборатории электросвязи компании "Nippon Telephone and Telegraph", поставив себе целью способствовать повышению эффективности опытно-конструкторских работ путем обучения инженеров более прогрессивным методам работы. Там он работал более 12 лет и именно в этот период начал разрабатывать собственные методы, активно консультировать промышленные предприятия. В начале 50-х годов японские компании, включая Тойоту и ее филиалы, начали широко применять его методы.

В 1951 г. вышла в свет первая книга Г. Тагути, которая познакомила многих с понятием "ортогональные расположения".

В течение 1954-1955 гг.Г. Тагути по рекомендации индийского ученого П. Махаланолуса работал в качестве приглашенного профессора в Индийском институте статистики. Здесь он познакомился со знаменитыми статистиками Р. Фишером и В. Шухартом. В 1957-1958 гг. появилось первое издание его двухтомной книги "Планирование экспериментов" ("Design of Experiments").

В 1962 г. Тагути впервые побывал в Соединенных Штатах в Принстонском университете и в этот же приезд посетил Bell Laboratories компании "AT&T". В Принстон Тагути был приглашен известным статистиком Джоном Тьюки для работы со статистиками от промышленности. В том же году университет Кьюшу присудил ему докторскую степень.

В 1964 г. Тагути стал профессором университета Аойама Гакуин в Токио и оставался на этой должности до 1982 г.

В 1966 г. Тагути с соавторами написал книгу "Управление конечными результатами" ("Management by Total Results"), которую перевел на китайский язык Юнь By. В ту пору методы Тагути были еще мало известны на Западе, хотя их уже применяли в Индии и на Тайване. В тот период и на протяжении 70-х годов его методы в основном применялись в производственных процессах, а переход к их использованию для разработки и проектирования продукции произошел в 80-е годы.

В начале 70-х Тагути разработал концепцию функции потери качества (Quality Loss Function), в эти же годы опубликовал еще две книги и выпустил третье (последнее) издание книги "Планирование экспериментов".

К концу десятилетия список наград, полученных Тагути, выглядел впечатляюще: премии Деминга за применение методов в 1960 г. и за литературу по качеству в 1951 и 1953 гг.

В 1980 г. Тагути был приглашен для выступления в компании Юнь By, который эмигрировал в Соединенные Штаты. К тому времени Тагути стал директором Японской академии качества. Во время этого визита в США Тагути вновь посетил Bell Laboratories, где его принял Мадхав Фадке. Несмотря на языковые проблемы, успешно были проведены эксперименты, вследствие чего методы Тагути были признаны в Bell Laboratories.

После визита Тагути в Америку его методологию все больше и больше начинают применять в американской промышленности. Однако методы Тагути не всегда встречали положительное отношение американских статистиков. Но, возможно, это была реакция на способы, которыми они продвигались на рынок. Тем не менее, многие американские компании, в частности Ксерокс, Форд и ITT, увлеклись использованием методов японского ученого.

В 1982 г. Тагути оставил преподавательскую работу в университете и, выйдя на пенсию, стал советником Японской ассоциации стандартов.

В 1983 г. он был назначен исполнительным директором Американского института поставщиков, в котором работал и его сын Шин.

В 1984 г. Тагути снова был отмечен премией Деминга за книги по качеству, а в 1986 г. Международный институт технологии наградил его медалью Вилларда Рокуэлла. В Европе, однако, методы Тагути в это время не пользовались большим успехом. Положение изменилось, когда Институт статистиков (Великобритания) в 1987 г. организовал первую конференцию по этим методам. В том же году был образован Клуб Тагути в Соединенном Королевстве.

Как видите, биография Генити Тагути достаточно разнообразна. Однако от биографии перейдем к основным положениям его концепции. Основные элементы подхода Генити Тагути к качеству заключаются в следующих постулатах, которые он назвал "инжиниринг качества":

1. Важная мера качества изделия - это социальные потери, которые из-за него несет общество.

2. В конкурентной экономике постоянное улучшение качества и снижение затрат необходимы для выживания в бизнесе.

качество тагути инжиниринг концепция

3. Программа постоянного улучшения качества и снижения затрат включает в себя непрерывное уменьшение разбросов выходных характеристик относительно их заданных значений.

4. Потери потребителя из-за разбросов выходной характеристики пропорциональны квадрату отклонения этой характеристики от заданного значения.

5. Качество и цена изделия в значительной степени определяются инженерным проектированием изделия и процесса его изготовления.

6. Разброс выходных характеристик изделия или процесса может быть уменьшен путем использования фактора нелинейности влияния параметров изделия или процесса на эти характеристики.

7. Чтобы идентифицировать значения параметров изделия или процесса, которые уменьшают разброс выходных характеристик, можно использовать статистически планируемые эксперименты.

Прокомментируем приведенные выше элементы этой философии. Методология Тагути ориентирована больше на целенаправленную оптимизацию продукции и процессов до начала производства, чем на достижение качества посредством управления. Задача обеспечения качества и надежности сдвинута на стадию проектирования. Методология Тагути позволяет эффективно планировать эксперименты с проектируемой продукцией до начала фазы производства. Однако предложенные им приемы могут быть использованы и на производстве в качестве методологии устранения трудностей при выявлении насущных проблем.

В отличие от ученых Запада Тагути определяет качество продукта как "потери (минимальные), которые несет общество с момента выпуска продукции". Они включают в себя не только потери, которые несет компания, оплачивая переделки или брак, техобслуживание, простои из-за отказа оборудования и свои гарантийные обязательства, но и потери потребителя, связанные с плохим качеством товара и его ненадежностью, что в свою очередь ведет к последующим потерям производителя вследствие уменьшения его доли на рынке. Принимая за наилучшую возможную величину показателя качества его определенное целевое значение и считая это значение эталонным, Тагути связывает простую квадратичную функцию потерь (рис. 1) с отклонением от этой цели.

Рис. 1 Функция потерь.

Очевидно, что чем больше отклонение выходной характеристики от ее заданного значения, тем больше потери потребителя. Таким образом функция потерь показывает, что уменьшение отклонений приводит к снижению потерь и соответственно к улучшению качества. По данной теории потери возникают даже в случае, когда показатели качества находятся в допустимых пределах. Но они минимальны только тогда, когда эти показатели совпадают с целевыми значениями. Если требуется максимизировать показатель качества (например, прочность) или минимизировать (например, усадку), функция потерь становится полупараболической.

Функция потерь может быть использована для решения вопроса о целесообразности дополнительных вложений средств в продукцию на стадии проектирования, а также того, поможет ли это продвижению товара на рынке.

Теория Тагути может применяться для управления качеством продукции на стадии проектирования или, реже, - для текущего управления качеством в процессе производства. Если предположить, что качество закладывается в продукт при его разработке, то управление качеством на отдельных стадиях производства становится менее важным, и основной упор делается на управление в допроизводственном периоде.

Тагути разбивает допроизводственное управление качеством на три стадии:

1. Проектирование конструкции.

2. Определение параметров (показателей качества).

3. Определение допусков для параметров.

В первую очередь отбираются отдельные детали, материалы и параметры на уровне технического решения. В процессе определения условий производственного процесса выбирается тип оборудования и учитываются отдельные производственные факторы. Наилучшим образом это достигается методом "мозгового штурма" с участием инженеров-производственников и проектировщиков.

Выбор значения параметра - важнейший этап: именно здесь японцы достигли отличных результатов по улучшению качества без увеличения затрат. На этом этапе проверяются выбранные целевые значения показателей качества, определяются их оптимальные комбинации и просчитываются параметры производственного процесса, менее всего подверженные влиянию окружающей среды и других неконтролируемых факторов. В этой области у Тагути есть несколько нововведений: упор делается на соотношение сигнал-шум, на использование ортогональных расположений с целью уменьшения числа экспериментальных попыток и пошаговых приближений к оптимуму.

Наконец, разработка пределов допусков имеет целью сократить вариации, ужесточив допустимые пределы для тех факторов, которые оказывают наибольшее влияние на вариации показателя качества. На этой стадии (ориентируясь на функцию потерь) производятся наибольшие затраты, связанные с закупкой лучших материалов или лучшего оборудования, что является проявлением японской философии, согласно которой нужно "вкладывать деньги в последнюю очередь", т.е. а не "сначала вкладывать, а потом думать".

Эти методы важны как для британской, так и для мировой промышленности в целом. Как правило, проектирование и отладка производственных линий в действительности далеки от совершенства. Много производственных шуток связывается с необходимостью "перешерстить" важные параметры. Теория Тагути - это тот образец, позволяющий инженеру или конструктору определить оптимальные параметры, при выдерживании которых производимая продукция будет высококачественной и не будет снята с производства с течением времени.

Теория Тагути имеет два основных преимущества. Во-первых, она разработана и в основном используется инженерами, а не специалистами в области статистики. Это устраняет проблемы языка и взаимопонимания, которые традиционно ассоциируются со статистической методологией. Это позволяет мыслить в инженерных категориях. В результате проблемы случайных вариаций, которые часто мешают производственному процессу, должны рассматриваться в дополнение к введенным подконтрольным вариациям. Оптимизация продукта состоит не только в приближении его показателей качества к целевым значениям, но и в сведении отклонений от этих целевых значений к минимуму. Это и есть часть статистического управления процессами (SPC).

Теория Тагути может быть использована для того, чтобы сузить разброс показателей качества и определить вариации, на которых следует строить управление. SPC может быть использовано для дальнейшего сохранения величин показателей качества вблизи целевых значений. Это, по существу, и есть нововведение Тагути: использовать соотношение "сигнал-шум" для выбора управляющих параметров, которые минимизировали бы чувствительность к шуму (случайным помехам). Эти добавления и делают методологию фундаментальной.

Однако самой важной в теории Тагути является формализация построения так называемых ортогональных расположений. Они и ранее применялись в планировании экспериментов, но формализованы были именно Тагути. Это позволяет инженерам автоматически определять минимальное число опытных образцов, необходимых для эксперимента. Это число сознательно поддерживается минимальным путем отказа от всей (или почти всей) информации о взаимодействиях, содержащейся в проектном решении. Такая информация может быть получена позднее на стадии промышленного применения, если провести оценку еще одного опытного образца - именно того, который соответствует предсказанным оптимальным параметрам.

В этом разница между промышленным экспериментом и сельскохозяйственным содержанием эксперимента, на котором основывается большинство западных статистических методов. В сельском хозяйстве реакция на эксперимент замедленная, и если проигнорировать комбинации прототипов, не принимать во внимание взаимодействия, в сельскохозяйственном цикле потребуется дополнительный год для того, чтобы подтвердить, оптимальны ли предсказанные комбинации качеств. В промышленности реакция на эксперимент обычно быстрая, и можно сразу вернуться на шаг назад и опробовать еще один образец.

Взаимодействия, однако, могут быть использованы и в теории Тагути. Он предлагает простую графическую форму, что позволяет анализировать информацию легко и систематически. Однако рассматриваться может лишь ограниченное число взаимодействий, что не ведет к значительному увеличению числа образцов и расширению масштабов эксперимента.

Таким образом, заслуга Тагути заключается в том, что он сумел найти сравнительно простые и убедительные аргументы и приемы, которые сделали планирование эксперимента в области обеспечения качества реальностью. Именно в этом видит сам Тагути главную особенность своего подхода.

Идеи Тагути в течение 30 лет составляли базу инженерного образования в Японии, где издано его 7-томное собрание сочинений. В США эти методы стали известны в 1983 г. после того, как компания Ford Motors впервые начала знакомить с ними своих инженеров. Невнимание к методам Тагути - одна из причин серьезного отставания от Японии многих производственных компаний США и Европы.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Теоретический анализ японского менеджмента, ориентированного на процесс. Характеристика концепции кайдзен. Отличительные черты японского подхода к контролю качества. Особенности американского, европейского и российского подходов к контролю качества.

курсовая работа , добавлен 25.04.2010


Отличительные черты и философия японского менеджмента, сущность и распространенность системы "Канбан". "Кружки качества" на производстве в Японии, система управленческого контроля и оценка ее эффективности. Сравнительная оценка двух концепций качества.

реферат , добавлен 17.12.2014


Научная деятельность в сфере качества. Основные работы Джозефа Джурана. "Спираль качества" как вневременная пространственная модель. Сущность концепции AQI. Семь шагов, которые должен предпринять любой руководитель для проведения революции качества.

презентация , добавлен 22.04.2013


Отличительные черты японского подхода к управлению качеством. Содержание и характеристика лозунгов качества большинства японских руководителей. КАНБАН как система организации производства и снабжения, позволяющая реализовать принцип "точно в срок".

реферат , добавлен 25.06.2013


Формирование политики и целей в области качества. Элементы системы менеджмента качества: организация, процессы, документы, ресурсы. Процессный принцип достижения качества, принцип процессного подхода к выполнению, особенности его внедрения в работу.

реферат , добавлен 22.12.2009


Сущность и характеристика политики и планирования качества на современных предприятиях. Истоки и содержание "политики", ее роль и место в работе по качеству и при взаимодействии с заказчиком. Типы и роль планов качества, особенности их разработки.

контрольная работа , добавлен 12.12.2012


Термины, относящиеся к качеству. Ориентация на потребителя. Общесистемные процедуры, которые описывают деятельность, необходимую для внедрения системы менеджмента качества. Международный стандарт, внедрение унифицированных систем менеджмента качества.

контрольная работа , добавлен 11.10.2010


Процессы развития качества, механизмы и условия на макроуровне. Основные направления концепции повышения качества продукции. Оценка качества с экономической точки зрения. Потребительско-стоимостный подход относительно обеспечения качества продукции.

реферат , добавлен 28.12.2009


Сфера применения и статус руководства ОАО "Пермский моторный завод". Характеристика предприятия и его продукции. Политика предприятия в области качества. Описание структуры и функций службы качества. Элементы системы качества, методы выполнения работ.

контрольная работа , добавлен 31.05.2010


Применение бенчмаркинга в работе предприятия. Понятие экономики качества, история ее развития и основные зарубежные концепции. Классификация затрат А. Фейгенбаума. Совершенствование концепции управления затратами на обеспечение качества продукции.

Вы не обязаны делать все это.

Выживание - дело добровольное.

Э. Деминг

Методы Тагути

Термин «методы Тагути» появился в США, сам же Генити Тагути называл свою концепцию «инжиниринг качества» (от англ, engineering - инженерное искусство), основанный на «робастном проектировании» (от англ, robust - крепкий, устойчивый). Оно не требуется при производстве уникальных изделий, изготавливаемых в единственном экземпляре. Если же потребители ожидают от предприятия однородности их качества, то в этом случае робастное проектирование необходимо.

Г. Тагути с конца 1940-х гг. изучал вопросы совершенствования процессов производства и разработал систему, цель которой - быстрое повышение экономических показателей компании и качества продукции путем оптимизации конструкции изделий и процессов их изготовления. В 1996 г. Тагути опубликовал девять заповедей качества, первая звучит так: все недостатки продукта закладываются в него на этапе разработки из-за недостаточного качества проектных работ. Прежде чем производить продукцию, методом математического моделирования ее свойств следует обнаружить и устранить конструкторские и технологические дефекты. Эта методология, включающая и философию, и набор практических инструментов управления качеством, получила название «Методы Тагути».

Принципы Тагути сводятся к следующему.

• 1. Мера качества изделия - общие потери, которые несет из-за него общество.
• 2. Для выживания в бизнесе необходимо непрерывное улучшение качества и снижение затрат.
• 3. Для непрерывного улучшения качества требуется непрерывное уменьшение разброса выходных характеристик изделия относительно их заданных значений.
• 4. Потери потребителя из-за разброса выходной характеристики пропорциональны квадрату величины разброса.
• 5. Качество и цена изделия в значительной степени определяются инженерным проектированием изделия и процесса его изготовления.
• 6. Разброс выходных характеристик изделия (или процесса) может быть уменьшен путем использования нелинейности влияния параметров изделия (или процесса) на эти характеристики.
• 7. Чтобы идентифицировать значения параметров изделия (или процесса), которые уменьшают разброс выходных характеристик, можно использовать статистически планируемые эксперименты.

Главное в философии Тагути - это повышение качества с одновременным снижением расходов, при этом качество и стоимость рассматриваются совместно. Они связаны общей характеристикой, называемой функцией потерь (Loss Function), причем одновременно рассматриваются потери как со стороны потребителя (вероятность аварий, отказов, невыполнения основных функций, неудовлетворение требований заказчика и т.д.), так и со стороны производителя (затраты ресурсов и т.п.). Задачей проектирования является удовлетворение обеих сторон.

Прямой путь к постоянному совершенствованию - это снижение вариабельности процессов. Заданное значение должно быть определено как идеальное значение выходной характеристики, кстати говоря, оно не обязательно должно быть в середине интервала допуска. Чем больше разброс параметров продукции на выходе процесса, тем с меньшей вероятностью предприятие может прогнозировать, что каждое отдельно взятое изделие будет соответствовать техническим требованиям.

Пусть у - выходная характеристика; т - заданное значение у; /(у) - потери (например, в денежном выражении), которые несет потребитель в течение срока службы изделия из-за отклонения у от т.

Классический подход к качеству предполагает наличие номинального значения и поля допуска (допустимого отклонения от номинала). При переходе через границы допуска изделие признается бракованным. В связи с этим делались попытки увеличения качества изделий путем уменьшения поля допуска (на этом, в частности, строились военные стандарты). Традиционный взгляд, сформировавшийся в соответствии с системой Тейлора, предполагает, что изделия считаются в равной степени качественными (потери отсутствуют), если их характеристики находятся внутри поля допуска (лежат в диапазоне между у н и у в), и некачественными, когда они выходят за пределы этого поля. Причем величина потерь не зависит от того, насколько далеко выходит характеристика за пределы допуска (рис. 27).

Постулат Тагути заключается в том, что качество меняется постоянно, как только характеристики начинают отклоняться от номинального значения, любое отклонение от номинала приводит к прямым или косвенным потерям для предприятия-изготовителя, гарантийных служб или потребителей. Чем больше отклонение выходной характеристики у от ее заданного значения т, тем больше потери потребителя /(у). По сути дела он предлагает уходить от «допускового мышления»: попали в допуск, и ладно. Очень важно еще знать - куда попали, насколько близко к границам.

Рис. 27.

Определить действительный вид функции Ну) трудно. По принципам Тагути потери потребителя из-за вариации выхода пропорциональны квадрату отклонения выходной характеристики от ее заданного значения. Иными словами, функция потерь определяется как коэффициент затрат, умноженный на квадрат разности между заданным и измеренным значениями характеристики качества.

Простейшая квадратичная аппроксимация функции потерь (рис. 28) имеет вид Ну) = к(у - т ) 2 + 1^ п, где / - потери (например, в рублях);

у - значение характеристики;

к - константа Тагути (коэффициент потерь);

/ min - минимальные потери при оптимальном значении характеристики;

т - оптимальное значение характеристики.

Неизвестную константу к можно определить, если Ну) известно для конкретного значения у. Предположим, что интервал (т - А, т + Д) - допуск потребителя, т.е. изделие функционирует неудовлетворительно, если у выходит за границы этого интервала, а затраты потребителя на ремонт или замену изделия оставляют Л долларов. Тогда А = кА 2 , к = А/А 2 . Методы Тагути позволяют проектировать изделия и процессы, нечувствительные к влиянию так называемых «шумов» - переменных факторов, вызывающих разброс значений параметров.

Тагути стало отношение сигнал/шум, принятое в радиотехнике, которое в данном случае, как отношение «идеальное производство/ действительное состояние», стало основным инструментом инжиниринга качества. У потребителя существует вполне определенное мнение относительно того, как должна функционировать продукция в идеале, или об идеальной функции.

Рис. 28.

Назовем фактор, выбранный в качестве аргумента для идеальной функции, сигналом, характеризующим не только продукцию, но и режим эксплуатации. Как и в радиотехнике, шум в данном случае представляет собой явление случайное и безусловно вредное. Отношение «сигнал/шум» интерпретируется всегда одинаково: чем больше отношение, тем лучше. По существу, эта величина связана с коэффициентом вариации относительно заданного значения. Тагути вводит понятие отклоняющего фактора (или «шума»), являющегося причиной разброса характеристик. Шумы можно разбить на четыре группы: две характеризуют внутренние причины вариации по отношению к продукции и две - внешние. Как внутренние, так и внешние причины могут быть объективными и субъективными.

Одна группа внутренних шумов обусловлена теми различиями, которые закладываются в продукцию при производстве, например, параметры варьируются в пределах наперед заданных допусков (субъективные причины), другая - процессами старения в эксплуатации: сопротивление резисторов в электрических цепях с течением времени растет, пружины - слабеют, автомобильные шины - изнашиваются и т.п. (объективные причины).

Внешние шумы обусловлены различиями в условиях применения продукции: одна группа вызывается особенностями эксплуатации продукции (субъективные причины, например, нарушение инструкции по эксплуатации), другая - параметрами окружающей среды (причины объективные).

Тагути разбивает управление качеством на три стадии.

Системное проектирование (проектирование конструкции) - процесс применения научных и инженерных знаний к разработке изделия. По модели изделия определяются начальные значения параметров изделия. При этом учитываются как требования потребителя, так и условия производства.

Параметрическое проектирование - процесс идентификации таких значений параметров изделия (или процесса), которые уменьшают чувствительность конструкции к источникам вариации («шумам»).

Проектирование допусков - процесс определения допусков вблизи номинальных значений, которые идентифицированы на стадии параметрического проектирования.

Основная концепция методов Тагути заключается в следующем: в процессе проектирования должны быть рассмотрены критерии качества с учетом отклонений в процессах производства и эксплуатации; производственный процесс должен быть усовершенствован за счет совершенствования процесса его проектирования, внедрения статистических методов, а не за счет контроля.

Резюмируя, можно назвать робастным проектированием такое, которое направлено на снижение вариаций в функционировании продукции за счет уменьшения шумов. Методы Тагути входят в другое направление, известное как «Шесть сигм», в котором составляют раздел, представляющий методы проектирования продукции и процессов - Design for Six Sigma (DFSS).

Идеи Тагути в течение 30 лет составляли базу инженерного образования в Японии. В США эти методы стали известны в 1983 г. после того, как компания FORD Motors впервые начала знакомить с ними своих специалистов. Невнимание к методам Тагути - одна из причин серьезного отставания от Японии многих производственных компаний США и Западной Европы.

Taguchi Genichi

родился 01.01.1924, умер 02.06.2012.

Генити Тагути - автор концепции робастного проектирования (проектирование качественных систем или инжиниринг качества), почетный член Японского общества контроля качества JUSE, Американского общества качества ASQ, Азиатской сети качества ANQ, Международной Академии качества IAQ, лауреат самых престижных наград в области качества (премия им. Деминга присуждалась ему 4 раза).
Известный японский статистик, он изучал вопросы совершенствования промышленных процессов и продукции, развил идеи математической статистики, относящиеся, в частности, к статистическим методам планирования эксперимента (DOE = Design of Experiment - планирование эксперимента) и контроля качества. Тагути впервые соединил математической зависимостью экономические затраты и качество, введя понятие функции потерь качества . Он первым показал, что потери качества имеют место и в поле допуска - они появляются с момента несовпадения номинального, заданного технической документацией, значения параметра и значения исследуемой случайной величины. Заслуга Тагути также в том, что он сумел найти сравнительно простые аргументы и приемы, которые сделали робастное планирование эксперимента в области обеспечения качества реальностью. Методы Тагути представляют собой один из принципиально новых подходов к решению вопросов качества. Главное в философии Тагути - это повышение качества с одновременным снижением расходов .

До призыва на военную службу в течение года он изучал текстильное машиностроение в техническом колледже. Отслужив в Астрономическом департаменте Навигационного института Японского императорского военно-морского флота, Тагути работал в Министерстве здравоохранения и Институте математической статистики Министерства образования. Глубоко изучить методы планирования эксперимента и использования ортогональных расположений ему помог известный японский статистик, лауреат национальной премии Матосабуро Масуяма, с которым Тагути познакомился в Министерстве здравоохранения. Позднее эти знания дали ему возможность консультировать компанию "Morinaga Pharmaceuticals" и ее дочернюю компанию "Morinaga Seika".
В 1950 г. Тагути начал работать в только что основанной лаборатории электросвязи компании "Nippon Telephone and Telegraph", поставив себе целью способствовать повышению эффективности опытно-конструкторских работ путем обучения инженеров более прогрессивным методам работы. Там он работал более 12 лет и именно в этот период начал разрабатывать собственные методы, активно консультировать промышленные предприятия. В начале 50-х годов японские компании, включая Тойоту и ее филиалы, начали широко применять его методы.
В 1951 г. вышла в свет первая книга Г. Тагути, которая познакомила многих с понятием "ортогональные расположения".
В течение 1954-1955 гг. Г. Тагути по рекомендации индийского ученого П. Махаланолуса работал в качестве приглашенного профессора в Индийском институте статистики. Здесь он познакомился со знаменитыми статистиками Р. Фишером и В. Шухартом. В 1957-1958 гг. появилось первое издание его двухтомной книги "Планирование экспериментов" ("Design of Experiments").
В 1962 г. Тагути впервые побывал в Соединенных Штатах в Принстонском университете и в этот же приезд посетил Bell Laboratories компании "AT&T". В Принстон Тагути был приглашен известным статистиком Джоном Тьюки для работы со статистиками от промышленности. В том же году университет Кьюшу присудил ему докторскую степень.
В 1964 г. Тагути стал профессором университета Аойама Гакуин в Токио и оставался на этой должности до 1982 г.
В 1966 г. Тагути с соавторами написал книгу "Управление конечными результатами" ("Management by Total Results"), которую перевел на китайский язык Юнь By. В ту пору методы Тагути были еще мало известны на Западе, хотя их уже применяли в Индии и на Тайване. В тот период и на протяжении 70-х годов его методы в основном применялись в производственных процессах, а переход к их использованию для разработки и проектирования продукции произошел в 80-е годы.
В начале 70-х Тагути разработал концепцию функции потери качества (Quality Loss Function), в эти же годы опубликовал еще две книги и выпустил третье (последнее) издание книги "Планирование экспериментов".
К концу десятилетия список наград, полученных Тагути, выглядел впечатляюще: премии Деминга за применение методов в 1960 г. и за литературу по качеству в 1951 и 1953 гг.
В 1980 г. Тагути был приглашен для выступления в компании Юнь By, который эмигрировал в Соединенные Штаты. К тому времени Тагути стал директором Японской академии качества. Во время этого визита в США Тагути вновь посетил Bell Laboratories, где его принял Мадхав Фадке. Несмотря на языковые проблемы, успешно были проведены эксперименты, вследствие чего методы Тагути были признаны в Bell Laboratories.
После визита Тагути в Америку его методологию все больше и больше начинают применять в американской промышленности. Однако методы Тагути не всегда встречали положительное отношение американских статистиков. Но, возможно, это была реакция на способы, которыми они продвигались на рынок. Тем не менее, многие американские компании, в частности Ксерокс, Форд и ITT, увлеклись использованием методов японского ученого.
В 1982 г. Тагути оставил преподавательскую работу в университете и, выйдя на пенсию, стал советником Японской ассоциации стандартов.
В 1983 г. он был назначен исполнительным директором Американского института поставщиков, в котором работал и его сын Шин.
В 1984 г. Тагути снова был отмечен премией Деминга за книги по качеству, а в 1986 г. Международный институт технологии наградил его медалью Вилларда Рокуэлла. В Европе, однако, методы Тагути в это время не пользовались большим успехом. Положение изменилось, когда Институт статистиков (Великобритания) в 1987 г. организовал первую конференцию по этим методам. В том же году был образован Клуб Тагути в Соединенном Королевстве.

Методология Тагути ориентирована больше на целенаправленную оптимизацию продукции и процессов до начала производства, чем на достижение качества посредством управления. Задача обеспечения качества и надежности сдвинута на стадию проектирования. Методология Тагути позволяет эффективно планировать эксперименты с проектируемой продукцией до начала фазы производства. Однако предложенные им приемы могут быть использованы и на производстве в качестве методологии устранения трудностей при выявлении насущных проблем.
В отличие от ученых Запада Тагути определяет качество продукта как "потери (минимальные), которые несет общество с момента выпуска продукции". Они включают в себя не только потери, которые несет компания, оплачивая переделки или брак, техобслуживание, простои из-за отказа оборудования и свои гарантийные обязательства, но и потери потребителя, связанные с плохим качеством товара и его ненадежностью, что в свою очередь ведет к последующим потерям производителя вследствие уменьшения его доли на рынке. Принимая за наилучшую возможную величину показателя качества его определенное целевое значение и считая это значение эталонным, Тагути связывает простую квадратичную функцию потерь с отклонением от этой цели. Функция потерь показывает, что уменьшение отклонений приводит к снижению потерь и соответственно к улучшению качества. По данной теории потери возникают даже в случае, когда показатели качества находятся в допустимых пределах. Но они минимальны только тогда, когда эти показатели совпадают с целевыми значениями. Если требуется максимизировать показатель качества (например, прочность) или минимизировать (например, усадку), функция потерь становится полупараболической.
Функция потерь может быть использована для решения вопроса о целесообразности дополнительных вложений средств в продукцию на стадии проектирования, а также того, поможет ли это продвижению товара на рынке.
Теория Тагути может применяться для управления качеством продукции на стадии проектирования или, реже, - для текущего управления качеством в процессе производства. Если предположить, что качество закладывается в продукт при его разработке, то управление качеством на отдельных стадиях производства становится менее важным, и основной упор делается на управление в допроизводственном периоде.
Тагути разбивает допроизводственное управление качеством на три стадии:
1. Проектирование конструкции.
2. Определение параметров (показателей качества).
3. Определение допусков для параметров.
В первую очередь отбираются отдельные детали, материалы и параметры на уровне технического решения. В процессе определения условий производственного процесса выбирается тип оборудования и учитываются отдельные производственные факторы. Наилучшим образом это достигается методом "мозгового штурма" с участием инженеров-производственников и проектировщиков.
Выбор значения параметра - важнейший этап: именно здесь японцы достигли отличных результатов по улучшению качества без увеличения затрат. На этом этапе проверяются выбранные целевые значения показателей качества, определяются их оптимальные комбинации и просчитываются параметры производственного процесса, менее всего подверженные влиянию окружающей среды и других неконтролируемых факторов. В этой области у Тагути есть несколько нововведений: упор делается на соотношение сигнал-шум, на использование ортогональных расположений с целью уменьшения числа экспериментальных попыток и пошаговых приближений к оптимуму.
Наконец, разработка пределов допусков имеет целью сократить вариации, ужесточив допустимые пределы для тех факторов, которые оказывают наибольшее влияние на вариации показателя качества. На этой стадии (ориентируясь на функцию потерь) производятся наибольшие затраты, связанные с закупкой лучших материалов или лучшего оборудования, что является проявлением японской философии, согласно которой нужно "вкладывать деньги в последнюю очередь" (т.е. при полной ясности. - Прим. пер.), а не "сначала вкладывать [а потом думать]".
Эти методы важны как для британской, так и для мировой промышленности в целом. Как правило, проектирование и отладка производственных линий в действительности далеки от совершенства. Много производственных шуток связывается с необходимостью "перешерстить" важные параметры. Теория Тагути - это тот образец, позволяющий инженеру или конструктору определить оптимальные параметры, при выдерживании которых производимая продукция будет высококачественной и не будет снята с производства с течением времени.
Теория Тагути имеет два основных преимущества. Во-первых, она разработана и в основном используется инженерами, а не специалистами в области статистики. Это устраняет проблемы языка и взаимопонимания, которые традиционно ассоциируются со статистической методологией. Это позволяет мыслить в инженерных категориях. В результате проблемы случайных вариаций, которые часто мешают производственному процессу, должны рассматриваться в дополнение к введенным подконтрольным вариациям. Оптимизация продукта состоит не только в приближении его показателей качества к целевым значениям, но и в сведении отклонений от этих целевых значений к минимуму. Это и есть часть статистического управления процессами (SPC) .
Теория Тагути может быть использована для того, чтобы сузить разброс показателей качества и определить вариации, на которых следует строить управление. SPC может быть использовано для дальнейшего сохранения величин показателей качества вблизи целевых значений. Это, по существу, и есть нововведение Тагути: использовать соотношение "сигнал-шум" для выбора управляющих параметров, которые минимизировали бы чувствительность к шуму (случайным помехам). Эти добавления и делают методологию фундаментальной.
Однако самой важной в теории Тагути является формализация построения так называемых ортогональных расположений . Они и ранее применялись в планировании экспериментов, но формализованы были именно Тагути. Это позволяет инженерам автоматически определять минимальное число опытных образцов, необходимых для эксперимента. Это число сознательно поддерживается минимальным путем отказа от всей (или почти всей) информации о взаимодействиях, содержащейся в проектном решении. Такая информация может быть получена позднее на стадии промышленного применения, если провести оценку еще одного опытного образца - именно того, который соответствует предсказанным оптимальным параметрам.
В этом разница между промышленным экспериментом и сельскохозяйственным содержанием эксперимента, на котором основывается большинство западных статистических методов. В сельском хозяйстве реакция на эксперимент замедленная, и если проигнорировать комбинации прототипов, не принимать во внимание взаимодействия, в сельскохозяйственном цикле потребуется дополнительный год для того, чтобы подтвердить, оптимальны ли предсказанные комбинации качеств. В промышленности реакция на эксперимент обычно быстрая, и можно сразу вернуться на шаг назад и опробовать еще один образец.
Взаимодействия, однако, могут быть использованы и в теории Тагути. Он предлагает простую графическую форму, что позволяет анализировать информацию легко и систематически. Однако рассматриваться может лишь ограниченное число взаимодействий, что не ведет к значительному увеличению числа образцов и расширению масштабов эксперимента.