В книге «Выход из кризиса» описывается эта проблема.
«Было бы неправильным связывать любую определенную величину вероятности с тем, что статистический сигнал для обнаружения особой причины может быть ложным или что карта не сможет обнаружить и дать сигнал о наличии особой причины. Причина в том, что никакой процесс, за исключением искусственных демонстраций с использованием случайных чисел, не является стабильным, воспроизводимым. Это правда, что некоторые книги по статистическому контролю качества и многие руководства по обучению методам применения контрольных карт приводят графики нормальных кривых и части площадей, находящихся под ними. Такие таблицы и такие карты вводят в заблуждение и уводят с правильного пути в изучении и использовании контрольных карт».
Утверждение Деминга о том, что мы никогда не имели в точности стабильный процесс на практике, означает искусственность вероятностного подхода. Оно также показывает, что описание процесса (находящегося в управляемом и неуправляемом состояниях), которое используется в разработанном в Ford документе, чрезмерно упрощено.
Однако наиболее серьезное последствие вероятностного подхода (относительно его воздействия на практику использования контрольных карт) – это чрезвычайное сужение данным подходом точки зрения практиков на их назначение. Компания, откуда был получен «ужасный пример», описанный в начале этой главы, была в этом смысле наглядной иллюстрацией. И действительно, ее сотрудники, казалось, не обращали никакого внимания на важность того, что мы только что назвали фазой 1 в улучшении процесса. Они определенно не имели никакого понятия о том, что на этой фазе могут использоваться контрольные карты. И конечно же, они не знали, что если процесс не находится в статистически управляемом состоянии (так обычно и происходит, когда мы только начинаем изучать его), то для него не существует распределения и вероятности. Вероятностный подход начинается лишь на фазе 2, причем в ее весьма идеализированной версии.
Даже компании, тем или иным образом достигшие лучшего уровня понимания, все еще находятся под влиянием некоторых предпосылок вероятностного подхода. В этой связи мне вспомнилась компания, к которой я питаю большое уважение. Я очень хорошо знаком с несколькими ее представителями. И все же, когда я заглянул в «Руководство по статистическому управлению процессами» этой компании, я обнаружил там следующие фразы:
• «статистическое управление процессами есть средство, помогающее достичь предотвращения дефектов путем выявления ситуаций, в которых процесс выходит за пределы допустимых границ…»;
• «даже эффективное оборудование может работать некачественно из-за неправильной настройки его оператором, использования сломанных или изношенных приспособлений и т. д.»;
• «использование контрольных карт дает нам раннее предупреждение об этих проблемах и часто предсказывает их, поэтому их удается избежать».
Казалось бы, в таком использовании контрольных карт нет ничего плохого или неправильного, и эти функции вполне могут ими реализовываться. Однако в этих высказываниях содержится определенный намек на склонность к вмешательству в стабильные процессы, а также на представление о качестве как об удовлетворении требованиям допусков и ТУ. Но и того и другого нужно избегать (см. главы 5 и 11 соответственно). Моя мысль заключается в следующем: приведенное выше описание отражает лишь незначительную часть возможностей контрольных карт, в то время как многие люди думают, что это все, что они могут делать. Они принижают роль контрольных карт, низводя их до простых процедур мониторинга. При этом предполагается, что процесс тем или иным способом уже приведен в удовлетворительное состояние, и контрольные карты воспринимаются лишь как средство раннего обнаружения ситуации, когда процесс выходит из этого удовлетворительного состояния.
Критически важным различием между работой Шухарта и неправильно воспринимаемой целью статистического управления процессами в том духе, как это было описано выше, служит то, что его работы были развиты в контексте и с целью улучшения процесса, в противоположность обычному мониторингу процесса. т. е. статистическое управление процессами можно описать как метод, нацеленный на приведение процесса в удовлетворительное состояние, чтобы затем его можно было спокойно контролировать (осуществлять мониторинг). (Однако здесь разумно вспомнить наше замечание об ортодоксальном деминговском подходе, следуя которому мы никогда не достигаем полностью удовлетворительного состояния и не достигаем фазы 3 – фазы спокойного мониторинга.)
Многие читатели поймут, что это различие значительно более важно, чем могло показаться с первого взгляда. Оно приводит нас прямиком в сердце различий между основными существенными подходами ко всей проблеме качества. С одной стороны, у нас есть подходы, которые рассматривают качество просто в терминах соответствия требованиям допусков (технических условий, спецификаций), достижения бездефектности. С другой стороны, мы имеем дело с требованием Деминга об обязательности постоянных улучшений – никогда не кончающейся борьбы за уменьшение вариаций. Вероятностный подход может помочь только в первом случае. Работа же Шухарта была вызвана потребностями второго.
Часть 2 Основные положения
Введение
Часть 2 включает в себя разнообразные темы, в том числе хорошо освещенные в «Выходе из кризиса», – те, что были только кратко упомянуты в этой книге, а также те, которые важны в контексте работ Деминга, хотя обычно не рассматриваются им как отдельные темы.
Мы начнем с двух знаменитых экспериментов. Это эксперимент «воронка и мишень», а также эксперимент «красные бусины» – превосходные демонстрации природы вариаций, что важно как для изучения их критической значимости в менеджменте, так и для понимания, почему обычная практика дает неудовлетворительные результаты. Оба эти эксперимента описаны в главе 11 «Выхода из кризиса». Глава 9 «Выхода из кризиса» посвящена операциональным определениям, мы же рассматриваем эту тему в главе 7. Это единственный случай, когда я включил главу, посвященную той же теме, что и соответствующая глава в «Выходе из кризиса». Это произошло в силу признания ее величайшей важности, поскольку и Деминг, и Шухарт полагали ее по важности равной пониманию природы вариаций.
Слова «процессы» и «система» часто используются Демингом и другими авторами, но некоторые слушатели и читатели могут иметь достаточно ограниченные представления о том, что подразумевается под этими словами. Глава 8 нацелена на восстановление желанного равновесия. Глава 9 вводит нас в описание цикла Деминга (известного также как цикл Шухарта, циклы PDCA и PDSA). Цикл Деминга относится к тому разряду вещей, в которые заложено столько здравого смысла, что их особенно часто забывают использовать на практике. И тем не менее это фундаментальный принцип, как для улучшений, так и для инноваций в области качества.
Глава 10 – это предостережение, или, лучше сказать, несколько предостережений относительно использования числовых значений. Возможно, для некоторых получение такого рода предостережений от статистиков может показаться парадоксальным. Но я бы согласился с тем, что свидетельством значимости статистика как профессионала служит осознание им ограниченных возможностей числовых показателей. Лорд Кельвин говорил, что если мы не можем выражать что-либо в цифрах, то наши знания слабы и неудовлетворительны, и в таком случае мы «плохо продвинулись в данном научном направлении». Однако, как с полной определенностью утверждал Майрон Трайбус[30],
«проблема заключается в том, что мы имеем дело не с наукой. Мы имеем дело с искусством менеджмента».
И наконец, в этой части у нас присутствуют две главы о функции потерь Тагути. В главе 11 обсуждается, почему функция потерь Тагути есть «лучшее описание этого мира», чем черно-белое разделение его по принципу соответствия или несоответствия спецификациям (допускам, ТУ). Функция потерь Тагути – естественный продукт развития философии постоянного улучшения качества, в то время как простое соответствие нормам допусков противоречит ей. Глава 12 направлена на инженерные подходы к решению некоторых проблем, связанных с использованием функции Тагути. Это единственная глава в данной книге, которая может оказаться несколько непонятной далеким от математики читателям. В таком случае мы попросим рассматривать ее в качестве факультативной и необязательной для чтения.
Глава 5 Эксперимент «Воронка и мишень»
Как мы уже не однажды отмечали, Деминг говорит нам, что наилучшие намерения, самые горячие усилия и усердная работа не обеспечат качества. Почему же нет? Разве может быть что-то плохое в хороших намерениях и усердной работе? К сожалению, ответ утвердительный. Мы все знаем поговорку о том, что дорога в ад вымощена благими намерениями. Вариант Деминга таков:
Глава 5
Эксперимент «Воронка и мишень»
Как мы уже не однажды отмечали, Деминг говорит нам, что наилучшие намерения, самые горячие усилия и усердная работа не обеспечат качества. Почему же нет? Разве может быть что-то плохое в хороших намерениях и усердной работе? К сожалению, ответ утвердительный. Мы все знаем поговорку о том, что дорога в ад вымощена благими намерениями. Вариант Деминга таков:
«Мы сами всё разрушим своими же упорными стараниями».
Если старания и усердная работа направлены на неправильные, вредные дела или на нужные дела, но не таким путем, как следовало бы, в конце концов мы можем оказаться в гораздо худшем положении, чем имели вначале. Чем сильнее человек бьется в зыбучих песках, тем быстрее исчезает в них.
Старания и усердная работа часто направлены на исправление тех вещей и явлений, которые бесполезны или вредны. Пример с компенсирующим прибором (глава 4) есть прямая иллюстрация того, как усердие может привести к увеличению вариаций и таким образом ухудшить качество вместо достижения положительного эффекта. Этот пример, как мы увидим, есть чистое проявление правила 2 в эксперименте «воронка и мишень». Никто не говорит, что старания и усердная работа сами по себе плохи, но знания – глубинные знания – нужны для того, чтобы гарантировать, что эта добродетель будет вознаграждена и принесет положительные результаты, а не разочарования.
Эксперимент «воронка и мишень», появившийся в результате предложения, сделанного Ллойдом Нельсоном Демингу в 1986 г., – достаточно простая физическая модель того, как даже большие усилия по улучшению могут закончиться плачевно. И этот эксперимент – вовсе не чисто академическое упражнение. Свидетельства этого приводятся постоянно на четырехдневных семинарах Деминга. После ознакомления с идеей эксперимента в течение 1–2 часов участников просят описать практические ситуации из их собственного опыта (которые, как они теперь в состоянии распознать, служат примерами правил «воронки и мишени»). Таким образом, они понимают, что положение дел ухудшается, вместо того чтобы улучшаться. Часто участники приводят несколько десятков таких примеров.
Эксперимент можно провести с очень простым оборудованием:
1. Воронка вроде той, что найдется в любой кухне или гараже.
2. Штатив-держатель для воронки, например настольная лампа, к которой воронку можно прикрепить проволокой.
3. Небольшой шарик, который может пройти в отверстие воронки.
4. Стол или другая горизонтальная поверхность, покрытая мягким отстирывающимся материалом, предпочтительно глаженым, чтобы не было складок.
5. Тонко пишущая ручка со смываемыми чернилами.
6. Линейка или любой другой прибор для измерения расстояния и углов, не обязательно с большой точностью.
Мишень наносится на ткань, и воронка располагается над мишенью. Шарик бросают сквозь воронку, а положение, где он останавливается на столе, отмечают ручкой. Держатель и, следовательно, воронка могут передвигаться в соответствии с набором правил, которые мы сформулируем ниже. Шарик бросают в воронку во второй раз, позиция его остановки помечается, и воронка передвигается вновь. Процесс нужно повторить несколько десятков раз. Какие правила для перемещения воронки мы можем рассмотреть? Деминг предлагает четыре.
Правило 1. Самое легкое: не двигайте воронку безотносительно к тому, где шарик останавливается. Компьютерное моделирование ста последовательных бросаний шарика в соответствии с правилом 1 дает результат, показанный на рисунке 13. Нет ничего удивительного в том, что мы получаем фигуру рассеяния приблизительно в форме круга с центром на мишени.
Это не совсем то, чего нам хотелось бы. Давайте постараемся улучшить дело.
«Давайте же что-нибудь делать. Не сидите просто так. Нужно что-то предпринять. Двигайте воронку».
В соответствии с правилами 2 и 3, воронка двигается таким образом, чтобы скомпенсировать то расхождение, на которое шарик отклонился от мишени. Мы опишем эти правила в обратном порядке, поскольку правило 3 (используя нумерацию Деминга) – относительно грубая попытка компенсации, в то время как правило 2 – более тонкая. Правило 3 работает следующим образом. Предположим, шарик остановился в шести дюймах к востоку от центра мишени. Тогда воронка двигается на запад от центра перед следующим броском. Или, если шарик останавливается на четыре дюйма на юго-запад от мишени, воронка двигается так, чтобы прицеливаться в точку на четыре дюйма на северо-восток от мишени перед следующим бросанием.
Очевидная слабость правила 3 в том, что при определении следующего положения воронки оно не принимает во внимание положения, занимаемого ею в текущий момент. Последствия этого легко проследить, если провести соответствующий эксперимент. Читатель может попробовать прорисовать эту ситуацию и выяснить, какое поведение будет наблюдаться в соответствии с правилом 3, прежде чем посмотреть на рисунок 15.
Правило 2 демонстрирует более разумную позицию передвижения воронки относительно ее предшествующего положения, а не по отношению к цели. Поэтому, возвращаясь к предшествующей иллюстрации, предположим, что шарик остановился в шести дюймах к востоку от мишени. Правило 2 двигает воронку на шесть дюймов к западу от ее текущего положения. И если на следующем шаге шарик находится в четырех дюймах на юго-запад от мишени, то воронка двигается на четыре дюйма к северо-западу от ее текущего положения.
Рисунки 14 и 15 показывают характер расположения точек остановки шарика при использовании правил 2 и 3 соответственно. Правило 3 дает ужасающий результат. С течением времени общая тенденция такова, что шарик все дальше и дальше удаляется от центра, осциллируя в последовательных бросаниях от одной части рисунка к другой.
«Правило 3. Осцилляции, взад-вперед, с постепенно возрастающей амплитудой, пока не произойдет “взрыв”».
Причина для осцилляций такова: если воронка, скажем, нацелена на три единицы к востоку от мишени, то и шарик, по всей видимости, закончит движение где-то в этой области, что предполагает правило 3; затем сдвинем воронку ориентировочно на три единицы к западу от мишени в следующем бросании. После этого она вернется назад на восток и т. д.
А теперь с надеждой обратимся к результатам «улучшенного» правила 2. Но какое разочарование! Конечно, дела не обстоят так же откровенно плохо, как в случае с правилом 3. Итак, мы вернулись к ситуации, дающей практически ту же круговую форму рассеивания результатов вокруг мишени. Но круг теперь больше, чем он был, т. е. разброс вырос и ухудшилось качество. В действительности (хотя это нельзя рассчитать) любой разумный подход к измерению площадей двух кругов показывает, что площадь в случае использования правила 2 вдвое превышает площадь, соответствующую правилу 1.
Итак, великая идея оказалась никуда негодной. Что делать? По всей видимости, следует забыть о цели и в интересах улучшения качества сконцентрироваться на минимизации изменчивости между последующими бросаниями шарика. Таким образом, мы можем как минимум улучшить однородность и воспроизводимость, хотя и сконцентрироваться на каком-то положении, отличном от первоначальной цели. Имеется очевидный путь к достижению этой цели. (Читатель не может видеть, что мой язык от старания уже высунут наружу, поэтому я сам говорю об этом!) Это дает нам правило 4: на каждом шаге располагайте воронку непосредственно над тем положением, где шарик только что приземлился.
Ну что ж, одна часть этого описания верна. Правило 4 действительно минимизирует вероятное расстояние между отметками двух последующих бросаний. Поэтому на небольшом временном интервале это правило, кажется, действительно имеет некоторый смысл. Но будьте осторожны! Что произойдет в перспективе? Ответ ищите на рисунке 16. Поведение практически такое же плохое, как в случае правила 3:
«Система взрывается».
По мере продолжения эксперимента у шарика проявляется тенденция удаляться все дальше и дальше от мишени. Этому не приходится удивляться, учитывая, что мишень не фигурирует в наших вычислениях месторасположения воронки. Единственное настоящее отличие от правила 3 – положение шарика не колеблется с одной стороны картины к другой, оно непрерывно удаляется от центра в некотором общем направлении.
«Все это ведет лишь к ухудшению положения дел!»
Обращаясь к иллюстрациям правила воронки, мы ясно понимаем, что пример с компенсационным прибором, использовавшимся компанией Ford, соответствует действию правила 2: если диаметр вала больше положенного на 0,10 мм, то среднее процесса подстраивается в сторону уменьшения от текущего значения, с тем чтобы постараться получить следующий вал с диаметром, более близким к номинальному размеру.