Planiranjem do kvalitete

Detalji

Kreirano Srijeda, 24 Siječanj 2018 09:47

Hitovi: 5186

U suradnji s HMD-om objavljujemo članak naziva "Planiranjem do kvalitete" iz časopisa Svijet po mjeri (broj 4/2016) čiji je autor dr. sc. Miljenko Košiček, dipl. ing. mat.

Davne 1920. godine, R. A.Fisher, začetnik planiranja pokusa, jednom je prilikom rekao: „Zatražiti pomoć statističara nakon što je pokus napravljen isto je kao i zatražiti pomoć patologa, on samo može ustanoviti da je pacijent mrtav.

Te riječi dovoljno govore o nužnosti zamjene neplanskog, ad hoc izvođenja pokusa s unaprijed planiranim izvođenjem kako bi se statističkom obradom rezultata pokusa dobila točna i potpuna informacija. Važnost planiranja pokusa odavno je poznata, no trebalo je proći 60-ak godina da ono postane važan alat u istraživačkoj i proizvodnoj praksi. U međuvremenu trebalo je razviti metodologiju i različite tehnike planiranja pokusa i optimizacije, a i pričekati razvoj računalne tehnike jer planiranje pokusa kao statistička metoda zahtijeva puno kombinatorike i računanja.

Zašto je potrebno statističko oblikovanje plana pokusa
Riješiti neki problem i dobiti odgovore na postavljena pitanja u praksi se najčešće svodi na provođenje određenog broja pokusa. Da bismo pokusom dobili odgovor na postavljeno pitanje, moramo ga pravilno isplanirati. Ako krenemo neplanski u izvođenje pokusa ili koristimo se metodom pokušaja i pogrešaka, moramo imati puno sreće da dobijemo odgovor na postavljeno pitanje. Samo dobro planiran pokus osigurava rješenje našeg problema. Potreba za statističkim oblikovanjem plana pokusa najbolje se pokazala u praksi u Japanu 1953. godine. Japanska keramička industrija željela je poboljšati kvalitetu keramičkih pločica bez dodatnog ulaganja u proizvodnju. Zbog zastarjelih peći temperatura pečenja je dosta varirala, što je utjecalo na kvalitetu pločica, a nabava novih peći za pečenje bila je skupa i neprihvatljiva. Rješenje se tražilo u izmjeni smjese za pečenje. Statistički planirani pokusi doveli su do senzacionalne spoznaje: povećanje sadržaja vapna u smjesi keramičke pločice od 1 % na 5 % smanjuje osjetljivost pločice na promjenu temperature pečenja za 10 puta. Dobro planiran pokus karakterizira usmjerenost prema zadanome cilju, multidisciplinarna analiza problema (razvoj, proizvodnja, osiguranje kvalitete, statistika…), uključenost svih čimbenika koji mogu utjecati na ono što analiziramo pokusom, efikasnost u prepoznavanju bitnih faktora i uklanjanju nebitnih faktora iz pokusa te dobivanje maksimalne informacije s minimalnim brojem izvođenja pokusa. Kod planiranja pokusa statistikom se koristimo na početku i na kraju. Na početku ćemo s pomoću statistike izraditi optimalan plan pokusa, a na kraju, nakon izvođenja pokusa prema tome planu, statistički ćemo obraditi dobivene rezultate pokusa.

Osnovni principi planiranja pokusa
Koncept planiranja pokusa zasniva se na mogućnosti kontrole utjecajnih faktora na pojedini proces te oblikovanju modela po stohastičkome načelu u svrhu uklanjanja utjecaja nekontroliranih faktora u procesu, kako je prikazano na slici 2. Planiranje pokusa svodi se na odabir adekvatnog modela pokusa iz već postojećega kataloga pokusa ili oblikovanje novoga modela. Kod planiranja pokusa prvo moramo odrediti područje na koje će se odnositi rezultati pokusa. Razlikujemo lokalno orijentirane pokuse, koji su usmjereni na određeni dio procesa (jedan instrument, jedna lokacija, jedan laboratorij i slično) i globalno orijentirane pokuse, koji obuhvaćaju cjelokupan proces (svi instrumenti, sve lokacije, svi laboratoriji…). Globalno orijentirani pokusi puno su zahtjevniji, potrebno je puno više podataka koji se prikupljaju tijekom dužega razdoblja i osjetljivi su na utjecaj faktora koje nemamo pod kontrolom pokusa, dok lokalno orijentirani pokusi uklanjaju taj utjecaj. Kod planiranja pokusa uvijek treba imati na umu postojanje takozvanih „šum“ varijabli. To su nama nepoznate i nemjerljive ulazne varijable koje mogu utjecati na izlaznu varijablu. Da bi što više smanjili utjecaj šumova, pokuse uvijek moramo izvoditi u slučajnim redoslijedom. Ako u pokusu prikupimo premalo podataka u kratkome razdoblju, da bismo dobili traženi statistički odgovor moramo ponoviti pojedine testove unutar pokusa (ponovljivost). Ako želimo vidjeti mogu li se dobiveni rezultati generalizirati i na ostale slične procese, moramo nekoliko puta ponoviti cijeli pokus (obnovljivost).

Vrste planova pokusa
Cilj je pokusa odrediti faktore koji znatno utječu na kvalitetu promatranoga sustava, naći optimalnu kombinaciju vrijednosti faktora sa stajališta parametara kvalitete te dobiti maksimalnu informaciju s minimalnim brojem izvođenja pokusa. Taj posljednji zahtjev osobito je složen problem jer, na primjer, ako promatramo utjecaj 10 faktora (što za praksu i nije neki velik broj) od kojih svaki faktor poprima samo dvije moguće vrijednosti (razine), broj mogućih kombinacija faktora i razina iznosi 210 = 1024. Ako za svaku kombinaciju napravimo pet mjerenja da bismo dobili minimalan statistički uzorak, potrebno je izvesti 5120 pokusa u potpunome planu pokusa, što je u nekim slučajevima u praksi gotovo nemoguće, osobito u slučajevima skupih i dugotrajnih pokusa.

Nastavak članka možete pročitati u časopisu Svijet po mjeri (broj 4/2016). Više podataka o časopisu možete saznati na internetskoj stranici Hrvatskog mjeriteljskog društva www.hmd.hr.


Izvor:HMD