اگر قرار باشد یک محصول مشخصات مورد نظر مشتری را داشته باشد آن گاه این محصول باید به وسیله یک فرایند پایدار یا تکرار پذیر تولید گردد. بعبارت دیگر فرآیند تولید باید از تغییرپذیری کمی در حول مقدار هدف یا ابعاد رسمی مشخصات کیفی محصول برخوردار باشد. کنترل فرآیند آماری (SPC) مجموعه ای قدرتمند و توانا از ابزار حل مشکل است که در ایجاد ثبات در فرایند و بهبود کارایی آن از طریق کاهش تغییرپذیری، مفید واقع می گردد.
اهداف کنترل کیفیت آماری عبارتند از :
- حذف و کاهش تغییرپذیری فرآیند
- تشخیص سریع انحرافات با دلیل
- استفاده از نقاط تحت کنترل برای بررسی تحت کنترل بودن فرآیندهای آینده
نمودار های کنترل آماری از دو جهت حائز اهمیتند :
( I تخمین پارامترهای فرایند و استفاده از آن برای تعیین کارایی فرآیند
II ) تعیین اطلاعات مفید جهت بهبود فرآیند
هدف مهندسی کیفیت عبارتست از طراحی کیفیت در هر محصول و همچنین فرآیندهایی که این محصولات را تولید می کنند. یکی از عناصر مهم این گونه فعالیت‌ها ارائه آزمایش‌هایی است که به روش آماری طراحی گردیده اند. متأسفانه اصول طراحی آزمایش‌ها و روش‌های آماری به طور کلی آن طور که در ژاپن استفاده شده اند در کشور‌‌های غربی مورد استفاده قرار نگرفته اند. مهندسان ژاپنی با این روش‌ها آشنایی بیشتری پیدا کرده اند و در نتیجه روش‌های طراحی آزمایش ها نیز برای آنها به عنوان یک ابزار مهندسی تلقی می گردد. در اوایل دهه ۱۹۸۰ پروفسور گنیچی تاگوچی روش خود را جهت استفاده از طراحی آزمایش‌ها برای موارد زیر ارائه نمود :
- طراحی محصولات یا فرآیندها به طوری که آنها نسبت به شرایط محیطی مقاوم باشند.
- طراحی و توسعه محصولات به طوری که آنها نسبت به تغییرات مولفه های خود مقاوم باشند.
- حداقل نمودن تغییرات در اطراف مقدار هدف.
منظور از واژه “مقاوم” در جملات فوق این است که محصول یا فرآیند بطور یکنواخت با تمرکز یافتن بر روی نقطه هدف به فعالیت خود ادامه دهد و نسبت به عامل هایی که کنترل آنها مشکل است نسبتاً بی تفاوت می ماند. تاگوچی سه فعالیت توصیف شده فوق را طراحی پارامتر می نامد.
پروفسور تاگوچی سه مرحله را در توسعه محصول (یا فرآیند) در نظر می گیرد: طراحی سیستم، طراحی پارامتر و طراحی تلورانس. بطور خلاصه فلسفه تاگوچی شامل سه نظریه اصلی زیر می باشد :
- محصولات و فرآیندها باید به گونه ای طراحی گردند تا نسبت به منابع خارجی تغییرپذیری مقاوم باشند .
- روش های طراحی آزمایش ها، یکی از ابزار مهندسی جهت دست یافتن به چنین هدفی است .
- تولید در نقطه هدف در مقایسه با انطباق با مشخصات فنی از اهمیت بیشتری برخوردار است.
تاگوچی نظم و ساختار مناسبی را در مباحث طراحی آزمایشات، داخل می کند. نتیجه این کار، ایجاد یک روش طراحی استاندارد شده است که به راحتی توسط محققین قابل کاربرد و اجرا است. همچنین طراحی های انجام شده توسط دو محقق مختلف برای یک هدف مشابه، داده ها و به دنبال آن نتایج مشابهی را حاصل خواهند کرد. در نتیجه روش تاگوچی بر محدودیت های آزمایشات فاکتوریلی کامل و فاکتوریلی جزئی فائق می آید.
روش تاگوچی برای بهبود کیفیت محصولات و فرآیندهایی طراحی می شود که در آن عملکرد سیستم بیشتر به فاکتورها بستگی داشته باشد. در طرح ریزی آزمایشات و استراتژی توسعه، برای ایجاد کلیه ترکیبات ممکن از فاکتورها به همراه محدوده های قابل قبول در هرکدام از فاکتورهای مربوطه معمولاً منطق ساده ای به کار گرفته می شود. اما در پروژه های مهندسی که دارای تعداد زیادی از فاکتورهای موثر است، تعداد ترکیبات ممکن خیلی زیاد می باشد. به علاوه، در پروژه های خاص ممکن است نیاز داشته باشیم تا تداخلات بین فاکتورهای تاثیرگذار را هم بررسی کنیم. روش مرسوم در کاهش تعداد ترکیبات آزمایش، استفاده از آزمایشات فاکتوریلی جزئی است. تاگوچی مجموعه ویژه‌ای از طرح‌های کلی برای آزمایشات فاکتوریلی ایجاد کرده است که اغلب کاربردها را پوشش می دهد. آرایه های ارتوگونال، جزئی از این مجموعه طراحی ها می باشد. استفاده از این آرایه ها ما را در تعیین کمترین تعداد آزمایشات مورد نیاز برای مجموعه ای از فاکتورها یاری می کند.
آرایه های ارتوگونال برای آزمایشات فاکتوریلی جزئی دستورالعملی فراهم می کند که شامل تعدادی از ترکیبات آزمایشات است. هنگامی که برای کلیه فاکتورها مخلوطی از سطوح مورد بحث بوده و تداخل فاکتورها بی اهمیت باشند، آرایه های ارتوگونال استاندارد اکثر نیازهای طراحی آزمایشات را بر طرف خواهند کرد. در صورت وجود مخلوطی از سطوح و تداخلات، اصلاح آرایه های ارتوگونال اجتناب ناپذیر است.
