ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 — это национальный стандарт Российской Федерации, идентичный международному стандарту ИСО 7870-1:2007 «Статистические методы. Контрольные карты. Часть 1. Общие принципы». Стандарт устанавливает общие принципы и методологию применения контрольных карт, используемых в статистическом управлении процессами (SPC) для анализа, мониторинга и управления стабильностью производственных и бизнес-процессов. ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 введён в действие с 1 января 2012 года и является частью серии стандартов, регламентирующих статистические методы контроля качества.

История разработки и принятия

Разработка ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 была обусловлена необходимостью гармонизации российской системы стандартизации с международными требованиями в области статистического управления качеством. Международный стандарт ИСО 7870-1 был разработан Техническим комитетом ИСО/ТК 69 «Применение статистических методов». В России работа по адаптации велась Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 «Статистические методы управления качеством».

Стандарт был принят и введён в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) от 13 декабря 2011 года № 885-ст. Он заменил ранее действовавший ГОСТ Р 50779.40-96 (ИСО 7870-1-93), который также был основан на международной версии 1993 года. Новая редакция учла изменения в методологии контрольных карт, произошедшие за период с 1993 по 2007 год.

Назначение и область применения

Основное назначение ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 — предоставить унифицированную методику для построения, ведения и интерпретации контрольных карт. Стандарт применяется в ситуациях, когда необходимо оценить, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии, то есть подвержен ли он только случайным (общим) причинам вариабельности или в нём присутствуют особые (специальные) причины, требующие вмешательства.

Область применения включает:

Производственные процессы (машиностроение, химическая промышленность, пищевая промышленность, электроника).
Бизнес-процессы (логистика, обслуживание клиентов, финансовые операции).
Процессы в сфере услуг (здравоохранение, образование).
Лабораторные исследования и испытания.

Стандарт не распространяется на специфические виды контрольных карт, такие как карты кумулятивных сумм (CUSUM) или экспоненциально взвешенные скользящие средние (EWMA), которые регламентируются отдельными частями серии ИСО 7870.

Основные понятия и термины

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 вводит и определяет ключевые термины, используемые в теории контрольных карт:

Контрольная карта — графическое представление данных, полученных из процесса, с нанесёнными контрольными границами, позволяющее отличать вариацию, обусловленную общими причинами, от вариации, обусловленной особыми причинами.
Общие причины вариации — присущие процессу случайные колебания, которые являются следствием множества мелких, трудноустранимых факторов. Процесс, подверженный только общим причинам, считается стабильным.
Особые причины вариации — неслучайные, внешние или внутренние факторы, которые приводят к значительным отклонениям процесса от его нормального состояния. Их наличие сигнализирует о нестабильности.
Контрольные границы — верхняя (ВКГ) и нижняя (НКГ) границы, рассчитанные на основе статистических характеристик процесса (обычно ±3 сигмы от среднего). Выход точки за эти границы является признаком особой причины.
Центральная линия — линия, представляющая среднее значение контролируемого параметра процесса.
Подгруппа — набор данных, собранных за короткий промежуток времени, используемый для оценки вариабельности процесса.

Методология построения контрольных карт

Стандарт описывает общий алгоритм создания контрольной карты, который включает следующие этапы:

Выбор контролируемого параметра — определение количественной или качественной характеристики, подлежащей мониторингу.
Сбор данных — получение выборок (подгрупп) в хронологическом порядке. Размер подгруппы и частота отбора зависят от природы процесса.
Расчёт статистик — для каждой подгруппы вычисляются выборочные характеристики: среднее арифметическое (x̄), размах (R), стандартное отклонение (s) или доля дефектных единиц (p).
Определение центральной линии и контрольных границ — на основе собранных данных рассчитываются значения, которые будут нанесены на карту. Формулы зависят от типа карты.
Построение графика — нанесение точек (значений статистик для каждой подгруппы), центральной линии и контрольных границ.
Интерпретация — анализ карты на предмет признаков наличия особых причин: выход за границы, серии из 7 и более точек с одной стороны от центральной линии, тренды, циклические колебания и другие неслучайные паттерны.

Классификация контрольных карт

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 классифицирует контрольные карты по типу контролируемых данных:

Карты для количественных данных

Эти карты используются, когда контролируемый параметр является непрерывной величиной (длина, вес, температура, время). Они более чувствительны к изменениям процесса, чем карты для качественных данных.

x̄-R-карта (карта средних и размахов) — наиболее распространённый тип. Используется для подгрупп небольшого размера (обычно от 2 до 10).
x̄-s-карта (карта средних и стандартных отклонений) — применяется для подгрупп большего размера (более 10), когда размах становится менее эффективной мерой вариабельности.
I-MR-карта (карта индивидуальных значений и скользящих размахов) — используется, когда невозможно или нецелесообразно формировать подгруппы (например, при единичном производстве или медленно меняющихся процессах).

Карты для качественных (атрибутивных) данных

Эти карты применяются, когда контролируемый параметр является дискретным (количество дефектов, доля бракованных изделий).

p-карта (карта доли дефектных единиц) — отслеживает долю несоответствующих единиц в выборке. Размер выборки может варьироваться.
np-карта (карта числа дефектных единиц) — аналогична p-карте, но используется при постоянном размере выборки.
c-карта (карта числа дефектов) — отслеживает количество дефектов на единицу продукции (например, царапин на панели).
u-карта (карта числа дефектов на единицу) — аналогична c-карте, но применяется при переменном размере единицы продукции.

Правила интерпретации и сигналы о нестабильности

Стандарт содержит критерии, по которым процесс признаётся нестабильным. Основные сигналы, указывающие на наличие особых причин:

Выход за контрольные границы — любая точка, расположенная выше ВКГ или ниже НКГ.
Серия — 7 или более последовательных точек, расположенных с одной стороны от центральной линии.
Тренд — 7 или более последовательных точек, монотонно возрастающих или убывающих.
Приближение к границам — 2 из 3 последовательных точек находятся в зоне, близкой к контрольной границе (например, между 2σ и 3σ).
Цикличность — повторяющийся паттерн точек, указывающий на сезонные или периодические факторы.

При обнаружении любого из этих сигналов необходимо провести анализ для выявления и устранения особой причины.

Значение и применение в России

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 широко применяется на российских предприятиях, внедряющих системы менеджмента качества (СМК) на основе стандартов ИСО серии 9000. Он является обязательным элементом при сертификации СМК, если организация заявляет о применении статистических методов. Стандарт используется в учебных программах по управлению качеством, статистике и инженерным специальностям.

Внедрение контрольных карт по данному стандарту позволяет:

Снизить уровень дефектности продукции.
Уменьшить затраты на переделки и брак.
Повысить предсказуемость и стабильность процессов.
Обеспечить объективную основу для принятия управленческих решений.

Ограничения и критика

Несмотря на широкую распространённость, ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 имеет определённые ограничения. Основные из них:

Контрольные карты не заменяют статистический анализ, а лишь визуализируют его. Некорректный выбор типа карты или размера подгруппы может привести к ложным сигналам.
Стандарт предполагает, что данные распределены нормально или близки к нормальному. Для процессов с существенно ненормальным распределением требуются дополнительные методы.
Интерпретация карт требует квалификации. Необученный персонал может неправильно трактовать сигналы, что приведёт к необоснованным вмешательствам в процесс.
Стандарт не охватывает современные адаптивные методы, такие как карты с переменными границами или байесовские подходы.

Интересные факты

Контрольные карты были впервые предложены американским физиком и статистиком Уолтером Шухартом в 1924 году. ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 базируется на его методологии, известной как «карты Шухарта».
Международный стандарт ИСО 7870-1 является частью более широкой серии, включающей более 10 частей, каждая из которых посвящена отдельному типу карт или аспектам их применения.
В России до принятия данного стандарта действовал ГОСТ Р 50779.40-96, который был менее детализированным и не учитывал некоторые современные подходы к интерпретации.

Источники

ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011 «Статистические методы. Контрольные карты. Часть 1. Общие принципы». — М.: Стандартинформ, 2012.
ISO 7870-1:2007 «Control charts — Part 1: General principles».
Управление качеством продукции. Статистические методы. / Под ред. В. Н. Фомина. — М.: Издательство стандартов, 2010.
Монтгомери Д. К. Статистическое управление качеством. — М.: Вильямс, 2011.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →