Check sheet là gì trong quản lý chất lượng? Từ phiếu kiểm tra kích thước đến biểu đồ kiểm soát và Cpk

Check sheet là gì trong quản lý chất lượng

Check sheet là công cụ đơn giản nhất trong bộ 7 công cụ QC do Kaoru Ishikawa phổ biến ở Nhật. Nó trả lời một câu: cái gì đã xảy ra, bao nhiêu lần, ở đâu, khi nào — và ghi lại ngay lúc đó, không phải cuối ca nhớ lại.

Có bốn dạng hay gặp trong nhà máy:

Ba dạng đầu cho biết lỗi nằm ở đâu. Dạng thứ tư là dạng quan trọng nhất với nhà máy gia công, vì chỉ nó mới đi tiếp được sang biểu đồ kiểm soát và Cpk — phần lớn bài này nói về nó.

Một nguyên tắc cho mọi dạng: ghi số đo thật, đừng chỉ ghi OK/NG. Một cột toàn chữ "OK" không cho biết quá trình đang nằm giữa dung sai hay đang sát mép. Từ "20,048 mm" tính được Cpk; từ "OK" thì không tính được gì.

Check sheet và checklist khác nhau thế nào

Ở nhà máy Việt Nam hai chữ này hay được dùng lẫn nhau, và cũng không sai hẳn — cả hai đều là phiếu điền tại chỗ. Nhưng chúng trả lời hai câu khác nhau:

Không có cái nào tốt hơn cái nào. Một nhà máy cần cả hai: checklist để không ai quên bước, check sheet để biết quá trình đang chạy ra sao. Ở một nhà máy sản xuất cửa nhôm kính, checklist điện tử được dùng ở hầu hết công đoạn, thay cho các lần kiểm tra bốc mẫu hoặc kiểm theo tần suất một số sản phẩm trong lô — đó là việc của checklist, và làm tốt việc đó.

7 công cụ QC gồm những gì, và check sheet đứng ở đâu

Bộ 7 công cụ QC kinh điển gồm:

1. Check sheet — phiếu thu thập dữ liệu;
2. Histogram — biểu đồ phân bố;
3. Biểu đồ Pareto — xếp loại lỗi từ nhiều đến ít;
4. Biểu đồ nhân quả (xương cá, Ishikawa);
5. Biểu đồ phân tán — xem hai đại lượng có đi cùng nhau không;
6. Biểu đồ kiểm soát (control chart) — Xbar-R là một loại;
7. Phân tầng — tách dữ liệu theo máy, ca, người, lô (một số tài liệu thay mục này bằng lưu đồ).

Check sheet là đầu vào của gần như mọi công cụ còn lại: histogram, Pareto và biểu đồ kiểm soát đều cần số liệu, và số liệu đó đến từ check sheet. Nếu check sheet ghi sai, ghi thiếu, hay ghi mà không ai gom lại, thì sáu công cụ kia không có gì để vẽ. Còn Cp, Cpk không nằm trong 7 công cụ — chúng thuộc SPC (kiểm soát quá trình bằng thống kê), và cũng lấy số từ check sheet.

Check sheet kiểm tra kích thước theo tần suất: ghi khi nào, ghi gì

Ở các nhà máy gia công cơ khí chính xác linh kiện ô tô, phiếu kiểm tra kích thước không được ghi tuỳ hứng mà theo những nhịp đã định sẵn — mỗi nhịp bắt một loại thay đổi khác nhau của quá trình:

Và không chỉ trong sản xuất. Check sheet kích thước có mặt ở cả ba công đoạn:

• Nguyên liệu đầu vào — phôi, thanh, tấm của nhà cung cấp có đúng kích thước đặt hàng không;
• Trong sản xuất — theo các nhịp ở bảng trên;
• Xuất hàng — kiểm cuối trước khi giao, thường theo kế hoạch lấy mẫu khách hàng đã duyệt.

Một phiếu ghi số đo theo tần suất dùng được cần tối thiểu các trường sau: mã chi tiết và phiên bản bản vẽ · đặc tính cần đo, kích thước danh nghĩa và dung sai (để suy ra giới hạn trên USL, giới hạn dưới LSL) · dụng cụ đo và mã hiệu chuẩn của nó · máy, ca, người đo · thời điểm và lý do đo (chu kỳ, thay dao, đầu lô…) · các giá trị đo của nhóm mẫu · kết luận đạt hay không, và ai xác nhận.

Trường lý do đo hay bị bỏ, trong khi nó là thứ giúp đọc biểu đồ về sau: một điểm nhảy bậc ngay sau dòng "thay dao" là chuyện bình thường; nhảy bậc giữa chu kỳ thì không.

Từ check sheet đến biểu đồ kiểm soát Xbar-R

Biểu đồ Xbar-R (Xbar là trung bình của một nhóm mẫu, R là khoảng rộng của nhóm đó — tài liệu in hay viết là X gạch ngang trên đầu) trả lời câu mà một tờ phiếu riêng lẻ không trả lời được: quá trình có đang ổn định không? Nó dùng chính số liệu của phiếu ghi số đo theo tần suất, chia thành các nhóm con — mỗi lần đo 5 chi tiết liên tiếp là một nhóm.

Ví dụ: trục có đường kính Ø20,00 ± 0,05 mm (USL = 20,05, LSL = 19,95). Mỗi giờ đo 5 chi tiết. Năm nhóm đầu tiên:

Trung bình của các Xbar là X̿ = 20,0258; trung bình của các R là R̄ = 0,0196. Với nhóm 5 mẫu, hằng số tra bảng là A₂ = 0,577, D₃ = 0, D₄ = 2,114. Giới hạn kiểm soát:

• Biểu đồ Xbar: UCL = X̿ + A₂·R̄ = 20,0371 · LCL = X̿ − A₂·R̄ = 20,0145
• Biểu đồ R: UCL = D₄·R̄ = 0,0414 · LCL = D₃·R̄ = 0

Ví dụ chỉ có năm nhóm cho dễ theo dõi. Trong thực tế, giới hạn kiểm soát nên tính từ ít nhất 20 – 25 nhóm lấy lúc quá trình chạy bình thường, rồi giữ cố định để so các nhóm về sau.

⚠️ Giới hạn kiểm soát không phải dung sai. Dung sai (USL, LSL) là thứ khách hàng đòi, ghi trên bản vẽ. Giới hạn kiểm soát (UCL, LCL) là thứ quá trình tự nói về nó, tính từ số liệu. Một điểm có thể nằm trong dung sai mà vẫn vượt giới hạn kiểm soát — nghĩa là chi tiết vẫn đạt, nhưng quá trình vừa có gì đó thay đổi và đáng xem ngay, trước khi nó ra hàng hỏng.

Những dấu hiệu bất thường hay dùng nhất khi đọc biểu đồ kiểm soát:

• Một điểm nằm ngoài UCL hoặc LCL;
• Chín điểm liên tiếp nằm cùng một phía đường tâm — quá trình đã dời tâm;
• Sáu điểm liên tiếp cùng tăng hoặc cùng giảm — có thứ đang trôi, thường là dao mòn;
• Hai trong ba điểm liên tiếp nằm quá xa đường tâm về cùng một phía.

Đây là một phần của bộ luật Nelson (và luật Western Electric, gần giống). Không cần thuộc hết: nắm được bốn dấu hiệu trên là đã bắt được phần lớn những lần quá trình trôi.

Histogram: nhìn hình dạng của số liệu

Gom tất cả số đo lại và đếm xem bao nhiêu giá trị rơi vào mỗi khoảng, ta có histogram. Nó cho thấy thứ biểu đồ kiểm soát không cho thấy rõ: hình dạng của phân bố so với hai vạch dung sai.

• Hình chuông, nằm giữa hai vạch — quá trình bình thường, còn dư khoảng.
• Hình chuông lệch về một vạch — quá trình đúng độ phân tán nhưng sai tâm; chỉnh máy là đủ.
• Hai đỉnh — thường là hai nguồn trộn lẫn: hai máy, hai dao, hai ca. Hãy phân tầng số liệu (công cụ thứ 7) rồi xem lại từng nguồn.
• Bị cắt thẳng ở một vạch dung sai — rất có thể hàng ngoài dung sai đã bị loại bỏ trước khi ghi, hoặc số đo đã bị "làm tròn cho đạt". Đây là dấu hiệu nên hỏi lại cách ghi phiếu.

Cp, Cpk là gì trong sản xuất và bao nhiêu là đủ

Cp và Cpk là hai con số tóm tắt câu hỏi: quá trình này có đủ "hẹp" để nằm gọn trong dung sai không?

• Cp = (USL − LSL) / 6σ — so bề rộng dung sai với bề rộng tự nhiên của quá trình. Cp không quan tâm quá trình nằm ở đâu, chỉ quan tâm nó rộng bao nhiêu.
• Cpk = min(USL − X̿ , X̿ − LSL) / 3σ — giống Cp nhưng tính từ phía gần mép hơn. Cpk nhỏ hơn Cp bao nhiêu thì quá trình đang lệch tâm bấy nhiêu.

Ở đây σ là độ lệch chuẩn trong nhóm, ước lượng từ biểu đồ Xbar-R: σ = R̄ / d₂. Nếu thay bằng độ lệch chuẩn của toàn bộ số liệu thì hai chỉ số được gọi là Pp, Ppk — so Cpk với Ppk cho biết quá trình có trôi giữa các nhóm hay không.

Tính tiếp với ví dụ trục Ø20:

• σ = 0,0196 / 2,326 ≈ 0,0084 mm
• Cp = 0,10 / (6 × 0,0084) ≈ 1,98 — quá trình rất hẹp so với dung sai.
• Cpk = (20,05 − 20,0258) / (3 × 0,0084) ≈ 0,96 — dưới 1,0, tức đã có nguy cơ ra hàng vượt USL.

Hai con số kể một câu chuyện rõ ràng: máy đủ chính xác (Cp gần 2), nhưng đang cắt lệch lên phía trên khoảng 0,026 mm. Chỉnh bù dao để đưa tâm về 20,00 thì Cpk tăng lên bằng Cp, khoảng 1,98. Không cần máy mới, không cần thay quy trình — và nếu chỉ ghi OK/NG thì không ai thấy được điều này, vì cho tới lúc đó mọi chi tiết vẫn đạt.

Bao nhiêu là đủ? Mức hay gặp nhất là Cpk ≥ 1,33 cho quá trình đang chạy ổn định — tương đương mép gần nhất cách tâm bốn lần σ. Nhiều khách hàng ngành ô tô đòi ≥ 1,67 cho quá trình mới hoặc cho đặc tính đặc biệt. Con số cụ thể nằm trong yêu cầu của từng khách, nên hãy đọc sổ tay nhà cung cấp hoặc hợp đồng thay vì tự đặt.

Cpk chỉ có nghĩa khi quá trình đã ổn định — tức biểu đồ kiểm soát không có dấu hiệu bất thường nào. Tính Cpk trên một quá trình đang trôi cho ra một con số đẹp hoặc xấu một cách tình cờ, và không dự báo được gì về lô tiếp theo.

Mẫu check sheet kiểm tra kích thước (tải về)

Mẫu Excel dưới đây là phiếu ghi số đo theo tần suất như bài vừa mô tả: 25 nhóm, mỗi nhóm 5 mẫu, có cột lý do đo, và đã có sẵn công thức Xbar, R, giới hạn kiểm soát, Cp, Cpk. Dữ liệu điền sẵn là số liệu mẫu để thấy các công thức chạy; xoá đi và ghi số của mình.

Tải mẫu check sheet kiểm tra kích thước (Excel)

Khi nào phiếu giấy và Excel không còn đủ

Phiếu giấy và Excel không sai — rất nhiều nhà máy đạt chứng nhận và giữ khách lớn bằng chúng. Chúng chỉ bắt đầu hụt khi xuất hiện những dấu hiệu dưới đây. Đây là quan sát từ các nhà máy chúng tôi đã làm việc cùng, không phải một phép đo:

• Biểu đồ được vẽ sau khi lô đã xong. Phiếu giấy nằm ở máy tới cuối ca, cuối tuần mới có người nhập vào Excel. Lúc biểu đồ báo bất thường thì hàng đã chạy xong — biểu đồ kiểm soát đã thành biểu đồ báo cáo.
• Số đo bị chép hai lần. Một lần từ panme lên giấy, một lần từ giấy vào máy tính. Mỗi lần chép là một lần có thể sai, và sai kiểu này không ai phát hiện được.
• Không ai trả lời nhanh được câu "lô này đã đo những gì". Khi khách hàng phàn nàn, việc lục lại phiếu của một lô cũ mất cả buổi.
• Số phiếu tăng nhanh hơn số người đọc. Nhiều mã hàng, nhiều đặc tính, nhiều máy — phiếu vẫn được ghi đủ, nhưng không còn ai có thời gian vẽ biểu đồ cho từng cái.

Nếu chưa gặp dấu hiệu nào ở trên, có lẽ nhà máy chưa cần phần mềm. Nếu gặp từ hai dấu hiệu trở lên, một hệ thống check sheet điện tử nên làm được mấy việc sau:

• nhận số đo ngay tại máy, lý tưởng nhất là thẳng từ dụng cụ đo, không qua tay chép;
• tự áp tần suất đo theo mã hàng và nhắc khi đến giờ đo, khi vừa thay dao;
• báo ngay trong ca khi một điểm vượt giới hạn kiểm soát, không đợi cuối tuần;
• vẽ biểu đồ kiểm soát, histogram và tính Cp, Cpk từ chính số liệu đó, không cần xuất ra phần mềm khác;
• tra ngược được theo lô, máy, ca, người đo, dụng cụ đo khi có phàn nàn của khách.

Samitech làm phần mềm và IoT cho nhà máy sản xuất, trong đó có check sheet điện tử và phân tích chất lượng. Xem thêm các nhóm giải pháp ở trang giải pháp, hoặc đọc bài NCR là gì trong sản xuất — nơi số liệu check sheet vượt dung sai thường đi tiếp.