Статистическое управление процессами

МИНИСТЕРСТВО ОБРА ЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

№ 2570

Кафедра сертификации и аналитического контроля

Ю.П. Адлер
В.Л. Шпер

Статистическое управление 
процессами

 

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета

Москва  2015

УДК 378
 
А31

Р е ц е н з е н т
д-р техн. наук И.З. Аронов (ВНИС)

Адлер Ю.П.
А31  
Статистическое управление процессами : учеб. пособие / Ю.П. Адлер, В.Л. Шпер. – М. : Изд. Дом МИСиС, 
2015. – 236 с.
ISBN 978-5-87623-864-1

Пособие представляет собой дополнение к лекционному курсу по методам статистического управления процессами, который читается в МИСиС студентам ряда специальностей. Одновременно оно может служить 
введением в методологию системно-статистического мышления, нужную 
всем, кто хочет научиться анализировать процессы с целью принятия оптимальных решений относительно их совершенствования. Материал пособия основан на работах Шухарта–Деминга, Уилера, собственных работах авторов в данном направлении. Кроме теоретического материала 
пособие содержит большое число практических задач и примеров, способствующих более полному усвоению пройденного материала. И само пособие, и курс, на котором оно основано, имеют явно выраженный прикладной характер и нацелены не на изложение абстрактных формул и моделей, 
а на практически применимые методы разведочного анализа данных и их 
использование для более глубокого понимания деталей изучаемых процессов.
Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры всех технических специальностей, а также инженеров, научных работников и преподавателей технических вузов.

УДК 378

ISBN 978-5-87623-864-1
 Ю.П. Адлер, 
В.Л. Шпер, 2015

SCIENCE AND EDUCATION DEPARTMENT OF RISSIAN FEDERATION

STATE EDUCATIONAL INSTITUTE FOR PROFESSIONAL EDUCATION
«THE NATIONAL RESEARCH ENGINEERING UNIVERSITY “MISIS”»

№ 2570

Department of certifi cation and analytical control

Adler Yuri
Shper Vladimir

Statistical process control

 

Students Manual
Handbook for data analysis

Moscow  2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ................................................................................................ 5
1. Что такое системно-статистическое мышление
и для чего оно нужно? ........................................................................... 9
2. Роль визуального мышления в анализе данных ............................ 11
3. История возникновения статистического мышления.
Основы теории вариабельности ......................................................... 16
4. Основы теории вариабельности (продолжение: анализ 
стабильности процессов). Игра «красные бусы» ............................... 31
5. Правила построения и интерпретации контрольных карт
Шухарта. Классификация типов контрольных карт Шухарта ......... 58
6. Современное состояние исследований в области ККШ ............. 121
7. ККШ – инструмент системно-статистического мышления.
статистическое мышление как практический инструмент
системного анализа ........................................................................... 172
8. Процесс стабилен – что дальше? Анализ воспроизводимости 
процессов .......................................................................................... 186
Библиографический список ............................................................. 222

 

Разброс данных неизбежен в каждой работе. Данные без разброса являются недостоверными.
Эффективное управление качеством невозможно без статистического 
анализа качества и процесса. Управление качеством начинается с контрольной карты и ею завершается. Контроль или анализ невозможны 
без группировки данных по определенным признакам.
95 % проблем фирмы могут быть решены с помощью семи принципов 
управления качеством.
Статистические методы должны знать все инженеры и техники.
К. Исикава

Введение. Зачем и для кого написана эта книга?

Эта книга написана для всех, кто хотел бы принимать решения не 
на основе правила «пол–потолок–палец», а исходя из разумного анализа имеющихся данных. Проблема состоит в том, что хотя все организации мира просто переполнены данными, 95, а может быть, и 99 % 
этих данных никто и никогда ни для чего не использует. Раньше эти 
данные пылились на полках в виде бесчисленных бумажных отчетов, 
записок, протоколов, сегодня те же самые документы пылятся в компьютерных базах наших ноутбуков, заполняя гигабайты бесчисленных директорий. 

Почему? Что мешает каждому человеку, имеющему данные, описывающие поведение какого-то важного для этого человека процесса, проанализировать их с целью извлечения из них информации, полезной для 
принятия решений?

Ответ довольно тривиален. Во-первых, многие люди даже не понимают, что данные – это еще не информация и сбор данных – это 
всего лишь самая первая, но далеко не последняя ступень анализа 
любой ситуации. Во-вторых, этому почти нигде и почти никого не 
учат. В результате многие люди просто не знают, чего они не знают – 
как любил говорить великий гуру в области качества Эдвардс Деминг. 
Именно с целью ликвидации этого пробела в знаниях и написана эта 
книга. Она учит тому, как нужно извлекать информацию из данных с 
помощью многочисленных приемов, уже разработанных человечеством. 
Авторы полагают, что содержащееся в этой книге знание должно быть 
одним из элементов общечеловеческой культуры. Другими словами, то, 
что изложено в этой книге, должно входить в минимальный объем знаний, которым по умолчанию обладает каждый грамотный человек. 

Отсюда вытекает ответ на вопрос: для кого написана эта книга?
Ответ: для всех, кто хочет считать себя образованным человеком ХХI в. 
Хотя чисто технически эта книга возникла как расширение курса, 
который один из авторов много лет читал в Московском институте 
стали и сплавов (МИСиС), она важна для студентов любых специальностей, как инженерных, так и гуманитарных, а также для специалистов любых сфер человеческой деятельности. Нет ни одной области, 
где не возникали бы те или иные данные и где не нужно было бы использовать эти данные для принятия решений. 
Что нужно знать, чтобы понять изложенный в книге материал? Для 
этого достаточно иметь среднее образование, т.е. закончить обычную школу. Некоторые разделы книги используют информацию, 
излагаемую в курсе высшей математики для технического вуза, но 
эти разделы предназначены для продвинутых читателей и отмечены звездочкой. Они выделены в тексте специальным значком (☺) и 
предназначены для читателя, интересующегося более глубоким усвоением описываемых методов. На рисунке приведена ментальная 
карта, отражающая все аспекты статистического управления процессами (СУП – SPC), которые рассматриваются в пособии. Мы рекомендуем читать книгу с включенным компьютером, чтобы проделывать многочисленные упражнения самостоятельно. Практически все 
расчеты и графики в книге можно выполнить с помощью Excel, и мы 
приводим пошаговые инструкции для соответствующих процедур.
Есть, правда, одна проблема, которую мы не планируем обсуждать, 
по крайней мере, в рамках учебного пособия для студентов, но которую следует обозначить, поскольку без ее учета никакая методология, 
в том числе и обсуждаемая ниже, не может быть внедрена ни на одном 
предприятии. Это проблема культуры организации, т.е. проблема того, 
как выстроены взаимоотношения между людьми в организации. Дело 
в том, что в иерархически построенных организациях с преобладанием 
авторитарной культуры управления, где возникновение любых проблем сопровождается поиском виноватых, а виноватыми почти всегда оказываются сотрудники низовых звеньев, практически всегда исходная информация будет искажаться в связи с тем, что каждый из нас 
еще со школы научился всеми доступными способами ограждать себя 
от неприятной ситуации… Но, если исходная информация недостоверна, никакие методы не помогут принять разумное решение…
Конечно, любой сотрудник любой компании может принять личное решение об использовании, например, контрольных карт Шу

харта (ККШ) для анализа своего процесса, как написал еще в 1953 г. 
J. Martin Kohe (Дж. Мартин Койе) в своей замечательной книге «Your 
Greatest Power» («Ваша главная сила») [Kohe, 1953 (2004)]: «Каждый 
человек на Земле обладает великой силой – он может выбирать, какое решение примет лично он в данной ситуации, и от этого выбора 
зависит, будет ли этот человек счастлив или нет…»
Тем не менее, если руководство компании не имеет понятия о том, 
что такое контрольная карта Шухарта и зачем она нужна, то, скорее 
всего, сотруднику придется отказаться от использования этого инструмента, поскольку это всегда будет рассматриваться как занятие 
чем-то ненужным и бесполезным…
Поэтому необходимое, хотя и недостаточное условие успешного 
внедрения в компании методов статистического управления процессами – отказ руководства компании от поиска виноватых и переход к 
принципиально иной парадигме – поиску коренных причин возникновения проблем.
Понимание природы вариабельности нашего мира и умение принимать решения в условиях вариабельности нужны каждому грамотному человеку XXI в., и авторы надеются, что данное пособие сможет 
помочь многим приобрести необходимые в жизни навыки.

1. ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ 
МЫШЛЕНИЕ И ДЛЯ ЧЕГО ОНО НУЖНО?

На эту тему существует невероятно много литературы, поэтому мы 
здесь ограничимся лишь краткими тезисами с важнейшими положениями системного подхода, проиллюстрируем его суть на нескольких 
примерах и дадим ссылки на некоторые относительно недавние публикации по данной теме.
Суть системного мышления:
• любая деятельность осуществляется в некоторой системе взаимосвязанных и взаимодействующих процессов;
• важно понимать, почему и как система сопротивляется нашему 
вмешательству;
• надо научиться выявлять глубинные взаимосвязи и вскрывать 
системные причины проблем.
Чтобы понять системную проблему, нужно, как правило, выйти за 
границы системы, и попробовать взглянуть на нее снаружи.
Некоторые принципы системного подхода [Сенге, 1999; Гараедаги, 2010; О’Коннор, Макдермотт, 2006; Левит, Дабнер, 2007; Зиберт, 
2005]:
• сегодняшние проблемы есть порождение вчерашних «решений»;
• легкий выход обычно приводит нас назад;
• причины и следствия разъединены во времени и пространстве;
• винить некого.
Вот несколько примеров из приведенных выше книг, которые, на 
наш взгляд, достаточны красноречивы и не требуют каких-либо пояснений.
«Когда-то, во времена английского колониального правления, в 
Индии развелось слишком много кобр. Чтобы справиться с напастью, 
губернатор назначил награду за каждую сданную голову змеи. Индийцам предстояло ловить этих страшилищ. Как же они отреагировали? 
Они стали разводить кобр, чтобы получить премию».
В середине 80-х годов Япония пыталась преодолеть экономический кризис путем повышения государственных расходов и роста 
государственного долга – в итоге целое десятилетие (все 90-е годы) 
страна боролась с последствиями лопнувшего в 1989 г. пузыря (10 лет 
стагнации из-за ошибочного решения).
«Трое слепых встретили слона и начали его ощупывать». «Это 
что-то мягкое, большое и широкое, как ковер», – сказал один, схва

тившийся за ухо. Второй ухватился за хобот и сказал: «Я держу реальность в руках. Это прямая длинная труба». А третий, обхватив ногу, 
воскликнул: «Это – что-то толстое и прочное, как колонна». А разве 
во многих компаниях руководители отделений производства, сбыта и 
исследований не похожи на этих трех слепцов?» (суфийская притча).
Потренируйтесь в нестандартном мышлении на двух приведенных 
ниже задачах. 

Задание 1.1
Если сумеете, найди три ошипки в этом предложении.

Задание 1.2
Перед вами четыре карты:
E   G  4 
9
У каждой с одной стороны буква, с другой – цифра. Сколько карт 
достаточно перевернуть, чтобы проверить утверждение, что у гласных букв на обороте всегда четное число?

Дополнительная литература1  к гл. 1

О’Коннор, Макдермотт, 2005.

1 Здесь и далее под заголовком «Дополнительная литература к гл. …» мы приводим минимальное количество ссылок, которое рекомендуем использовать при первом знакомстве с материалом. Для более глубокого понимания вопроса следует ознакомиться с работами, ссылки на которые указаны в тексте.