Czym jest jakość i jak ją mierzyć? Metoda projektowania eksperymentów Genichi Taguchi

Genichi Taguchi był japońskim inżynierem, który w latach 40. ubiegłego wieku opracował metodę poprawy jakości procesów. Jego metoda opiera się na trzech głównych elementach:

• funkcji straty, której kalkulacja opiera się zarówno na wartości docelowej, jak i na odchyleniu od wartości oczekiwanej,
• redukcji (optymalizacji) ilości eksperymentów,
• projektowaniu dla osiągnięcia poziomu Six Sigma.
   

Artykuł powstał w wyniku własnych doświadczeń w zastosowaniu tej metody oraz na podstawie książki pod tytułem Design of Experiments Using the Taguchi Approach: 16 Steps to Product and Process Improvement autorstwa Ranjit K. Roya. W kolejnych artykułach postaram się w przystępny sposób przedstawić jego podejście do oceny jakości i projektowania eksperymentów.

Jak zmierzyć i ocenić jakość procesu i wyrobu?

Głównym celem oceny jest weryfikacja, jak nasz obecny system produkcyjny radzi sobie w konfrontacji z założeniami techniczno-ekonomicznymi, jak wypadamy na tle konkurencji, które z dostępnych opcji parametrów wejściowych dają nam najbardziej pożądany rezultat. 
Potrzebujemy wprowadzić pewne kryteria oceny, które pozwolą nam w poruszać się w obszarze wyboru najlepszych wyników: 

• Cecha jakościowa – QC (quality characteristic)
  W zależności od procesu i obiektu (wyrobu) ta cecha będzie opisywana różnorakimi jednostkami miar. Bardzo często cecha jakościowa jest utożsamiana z wyjściem z procesu. 
• Odchylenie średniokwadratowe – MSD (means-squared deviation) 
  W przypadku porównywania dwóch pojedynczych wyników – proste porównanie ich wielkości jest w pełni wystarczające. Kiedy jednak do porównania mamy dwie grupy wyników, potrzebujemy innego sposobu oceny. Adekwatną miarą będzie równoważne porównanie średnich wartości oraz odchyleń standardowych w grupach.
• Ogólne kryterium oceny – OEC (overall evaluation criterion) 
  Zarówno w codziennym życiu, jak i w zawodowym mamy do czynienia z wieloma równoczesnymi celami, które charakteryzują się zasadniczo innym kierunkiem optymalnych wartości. Dla jednych – najlepsze byłyby wartości jak najmniejsze, najlepiej wynoszące zero, dla innych – byłoby najlepiej, gdyby osiągnęły wartości maksymalne, a dla jeszcze innych – gdyby skupiały się maksymalnie wąsko wokół sciśle określonej wartości docelowej. 
  Potrzebujemy sprytnego sposobu, aby je „sprawdzić do wspólnego mianownika”, a możemy to uzyskać dzięki wprowadzeniu cz...