Giới thiệu biểu đồ kiểm soát (Control Chart)

 Hình ảnh bên trái trên là đồ thị thay đổi theo thời gian của "đường phân bố chất lượng lý tưởng", nhưng tình trạng chất lượng thực tế lại tương tự như đồ thị phân bố thay đổi bên phải. Theo thời gian, phân bố chất lượng đôi khi sẽ "tập trung" đặc biệt, có lúc lại "phân tán", và tình trạng lệch tâm so với trung tâm tiêu chuẩn cũng thường xuyên xảy ra. Điều này là do phân bố chất lượng bao gồm cả "nguyên nhân ngẫu nhiên" và "nguyên nhân không ngẫu nhiên", và "biểu đồ kiểm soát (control chart)" được thiết kế để phát hiện các nguyên nhân không ngẫu nhiên này.​

Biểu đồ kiểm soát là gì

Biểu đồ kiểm soát là một phương pháp thống kê sử dụng kỹ thuật lấy mẫu định kỳ để liên tục đo lường, ghi chép, đánh giá và giám sát các đặc tính chất lượng quan trọng trong quy trình, nhằm kiểm tra xem quy trình có đang ở trạng thái kiểm soát hay không.​

Biểu đồ kiểm soát có thể giúp chúng ta làm gì? Ưu điểm của nó là gì?

Vì "mọi hành động đều để lại dấu vết", chỉ cần sử dụng kết quả "lấy mẫu liên tục" là có thể hiểu được dấu vết và mức độ của quy trình trong quá khứ, đồng thời dự đoán được những thay đổi có thể xảy ra trong tương lai của quy trình. Biểu đồ kiểm soát còn có thể cảnh báo sớm và thực hiện các biện pháp phòng ngừa trước khi chất lượng sản phẩm vượt quá giới hạn tiêu chuẩn và trở thành sản phẩm lỗi, nhằm tránh tổn thất chất lượng do sản phẩm lỗi gây ra.​

Lợi ích của biểu đồ kiểm soát là giúp chúng ta phát hiện nguồn gốc bắt đầu của biến động, và xu hướng dữ liệu quy trình cũng có thể được sử dụng để dự đoán hiệu suất chất lượng quy trình trong tương lai.​

Ngoài ra, trong cuộc sống hàng ngày, biểu đồ kiểm soát phổ biến nhất có lẽ là việc kiểm soát huyết áp, nhiệt độ cơ thể, đường huyết và cân nặng trong kiểm tra sức khỏe. Nếu có cơ hội, bạn có thể thử vẽ chúng thành biểu đồ kiểm soát để quản lý.​

Tóm lại, mục đích chính của biểu đồ kiểm soát là để phát hiện xem có tồn tại nguyên nhân không ngẫu nhiên gây biến động trong quy trình hay không. "Nguyên nhân không ngẫu nhiên" là những nguyên nhân gây ra sự thay đổi lớn trong chất lượng sản phẩm, chẳng hạn như thiết lập điều kiện sản xuất sai, hoặc sử dụng nguyên liệu không đạt chất lượng trong gia công, khiến chất lượng sản phẩm thay đổi lớn.​

Biểu đồ kiểm soát có hạn chế gì?

Mục đích chính của biểu đồ kiểm soát là duy trì sự ổn định của quy trình, giống như việc giữ cho xe chạy trong phạm vi hai vạch trắng trên đường, không vượt ra ngoài làn đường gây nguy hiểm. Xin lưu ý: biểu đồ kiểm soát không thể nâng cao năng lực quy trình, tức là không thể nâng cao tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu lên một mức độ mới. Nếu muốn nâng cao năng lực quy trình, hãy sử dụng phương pháp phân tầng và sử dụng biểu đồ Pareto, biểu đồ phân tích nguyên nhân đặc trưng để tìm ra nguyên nhân lỗi chính và cải thiện, hoặc thay thế thiết bị sản xuất có độ chính xác cao hơn.​

Biểu đồ kiểm soát chỉ có thể kiểm soát các quy trình có thể định lượng được. Vì vậy, các yếu tố như áp suất, nhiệt độ, tốc độ, trọng lượng, tỷ lệ lỗi, số lượng lỗi... đều có thể sử dụng biểu đồ kiểm soát, nhưng không thể kiểm soát các quy trình chỉ dựa vào cảm nhận, ví dụ như không thể kiểm soát độ ngon của món ăn.​

Xin lưu ý: việc vẽ và kiểm soát biểu đồ kiểm soát không nhất thiết phải có giới hạn trên và dưới của tiêu chuẩn, vì việc vẽ giới hạn kiểm soát chủ yếu dựa trên dữ liệu đo được trước đó để tính toán giá trị trung tâm và giới hạn kiểm soát trên và dưới. Tất nhiên, trong thực tế, vẫn cần chú ý xem trung tâm kiểm soát có lệch khỏi trung tâm tiêu chuẩn hay không, và xem giới hạn kiểm soát trên và dưới có vượt quá giới hạn tiêu chuẩn hay không.​

Điều kiện sử dụng biểu đồ kiểm soát

Thông thường, biểu đồ kiểm soát nên được áp dụng trong quy trình chất lượng đã ở trạng thái ổn định, và năng lực quy trình tốt nhất nên đạt ±4σ trở lên mới có ý nghĩa , tức là tỷ lệ sản phẩm lỗi tốt nhất nên dưới 66ppm, nếu không chỉ làm tăng phiền phức cho nhân viên kiểm soát chất lượng và kỹ sư mà thôi.​

Vì nếu năng lực quy trình không đủ, quy trình sản xuất dễ dàng vượt quá giới hạn kiểm soát hoặc giới hạn tiêu chuẩn, và chỉ cần vượt quá giới hạn kiểm soát, theo quy định của biểu đồ kiểm soát, kỹ sư phải xem xét nguyên nhân thực sự, điều chỉnh lại quy trình, chẳng phải là suốt ngày điều chỉnh quy trình sao?​

Hơn nữa, nếu lúc đó giới hạn kiểm soát rộng hơn giới hạn tiêu chuẩn, hoặc một bên của giới hạn kiểm soát vượt quá giới hạn tiêu chuẩn, bạn sẽ dựa vào quy tắc của biểu đồ kiểm soát hay theo tiêu chuẩn? (Tất nhiên là theo tiêu chuẩn, nhưng như vậy thì mất đi ý nghĩa của biểu đồ kiểm soát rồi, phải không?)​

Lý do yêu cầu năng lực quy trình tốt nhất đạt ±4σ mới bắt đầu thực hiện biểu đồ kiểm soát là vì độ lệch chuẩn và tỷ lệ lỗi ppm có mối quan hệ đối giá (chi tiết có thể tham khảo bài viết "Bảng đối chiếu tỷ lệ lỗi PPM với Cpk và Sigma"):​

±4σ: tỷ lệ lỗi khoảng 66ppm (0.0066%)

±3σ: tỷ lệ lỗi khoảng 2700ppm (0.27%)

±2.58σ: tỷ lệ lỗi khoảng 10000ppm (1.0%)

±2σ: tỷ lệ lỗi khoảng 44500ppm (4.55%)

Trước khi thực hiện biểu đồ kiểm soát, tốt nhất nên so sánh "giới hạn kiểm soát" với "giới hạn tiêu chuẩn" bằng cách chồng chúng lên nhau. Nguyên tắc là "giới hạn kiểm soát" phải nằm trong "giới hạn tiêu chuẩn". Nếu không, điều đó có nghĩa là ngay cả khi chất lượng sản xuất vượt quá giới hạn tiêu chuẩn cũng không cần thực hiện biện pháp sửa chữa, điều này khiến biểu đồ kiểm soát mất đi ý nghĩa vốn có của nó. Hãy nhớ rằng, biểu đồ kiểm soát được sinh ra để duy trì tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn và loại bỏ sản phẩm lỗi.

Phân loại và ứng dụng của biểu đồ kiểm soát

Biểu đồ kiểm soát cơ bản được chia thành hai loại chính: dữ liệu đo lường và dữ liệu đếm.

Biểu đồ kiểm soát dữ liệu đo lường

Dữ liệu này phải thu được thông qua việc "đo lường", chẳng hạn như: chiều dài, trọng lượng, lực, năng lượng, nhiệt độ, dòng điện, tốc độ, v.v.

Các biểu đồ thuộc loại này bao gồm:

X-bar (x̄) - R Chart: Biểu đồ kiểm soát giá trị trung bình và phạm vi

X-bar (x̄) - σ Chart: Biểu đồ kiểm soát giá trị trung bình và độ lệch chuẩn

XR Chart: Biểu đồ kiểm soát trung vị và phạm vi

X-Tilde-Rm Chart: Biểu đồ kiểm soát giá trị cá thể và phạm vi chuyển động

Biểu đồ kiểm soát dữ liệu đếm

Dữ liệu này có thể thu được bằng cách "đếm", ví dụ: số sản phẩm lỗi, số lần vắng mặt, v.v.

Các biểu đồ thuộc loại này bao gồm:

p Chart: Biểu đồ kiểm soát tỷ lệ không đạt

pn Chart: Biểu đồ kiểm soát số lượng không đạt

C Chart: Biểu đồ kiểm soát số lượng khuyết điểm

u Chart: Biểu đồ kiểm soát số khuyết điểm trên mỗi đơn vị

Ưu và nhược điểm của biểu đồ kiểm soát dữ liệu đo lường và dữ liệu đếm

Loại biểu đồ	Ưu điểm	Nhược điểm
Dữ liệu đo lường	Nhạy cảm cao với sự thay đổi trong quy trình. Dễ dàng điều tra nguyên nhân sự cố, có thể dự đoán lỗi trong tương lai. Xác định nguyên nhân lỗi chính xác và kịp thời, giúp ổn định chất lượng, là công cụ kiểm soát tốt nhất.	Trong quá trình sản xuất cần thường xuyên lấy mẫu, đo lường và tính toán, đồng thời phải vẽ biểu đồ kiểm soát, khá phức tạp và tốn thời gian. (Hiện nay với sự hỗ trợ của máy tính trong tính toán và vẽ biểu đồ, nhược điểm này có thể được khắc phục, nhưng cần có máy tính tại dây chuyền sản xuất.)
Dữ liệu đếm	Chỉ cần lấy mẫu sau khi hoàn thành sản xuất và phân loại sản phẩm đạt hoặc không đạt, dữ liệu cần thiết có thể thu được bằng cách đơn giản. Dễ hiểu được tình hình chất lượng tổng thể của nhà máy.	Chỉ dựa vào loại biểu đồ này đôi khi không thể tìm ra nguyên nhân thực sự của lỗi, có thể cần phân tầng thêm, không thể xử lý kịp thời nên dễ bỏ lỡ thời điểm cải thiện.