Statystyczne Sterowanie Procesem (SPC) według nowego projektu wytycznych branży motoryzacyjnej (AIAG&VDA)

1.    Wprowadzenie.

·        Znaczenie metod statystycznych, w szczególności SPC w systemie jakości branży motoryzacyjnej (ISO 9001:2015 + IATF 16949:2016).

·        Charakterystyka projektu wytycznych branży motoryzacyjnej (AIAG&VDA) odnośnie SPC zawartych w podręczniku „Statistical Process Control. SPC Manual”, 1-st ed., February 2026.

·        Ogólne porównanie wytycznych Projektu nt. SPC wg AIAG&VDA (luty 2026)
z dotychczas obowiązującymi podejściami w motoryzacji (AIAG, VDA, szczególne wymagania producentów).

2.    Zakres tematyczny projektu podręcznika nt. SPC wg AIAG&VDA „Statistical Process Control. SPC Manual”, 1-st ed., February 2026 (tzw. Podręcznik „żółty”).

·        Terminologia (zgodna z ISO 3534-2): m.in. zmienność, proces stabilny/rozregulowany, funkcjonowanie/zdolność procesu, współczynniki funkcjonowania/zdolności procesu, karty kontrolne.

·        Działania na procesie/działania na produkcie, SPC w kontekście koła Deminga (PDCA).

·        Wzajemne relacje SPC – MSA (granice specyfikacji, pasma ochronne ze względu na niepewność).

·        Rekomendowane zakresy kompetencji i znajomości narzędzi SPC w zależności od znaczenia i roli spełnianej w procesie (operator, konstruktor, inżynier procesu itp.).

·        Analiza zdolności procesu w czasie - wstępna zdolność procesu (Preliminary Process Performance), funkcjonowanie/zdolność procesu trwającego (Preliminary Performance or Capability); interpretacja, metodyka wyznaczania.

·        Zdolność w przypadku tolerancji pozycji; interpretacja, metodyka wyznaczania.

·        Analiza zdolności maszyny (Machine Performance); interpretacja, metodyka wyznaczania.

·        Karty kontrolne: karty kontrolne Shewharta, Pearsona, sum skumulowanych CUSUM, wykładniczo ważonej ruchomej średniej EWMA, karty kontrolne w przypadku krótkich serii, karty kontrolne w przypadku oceny atrybutowej; interpretacja, metodyka wykorzystania i konstrukcji.

·        Weryfikacja i walidacja środowiska rachunkowego.

·        Wytyczne odnośnie raportowania wyników analiz SPC.

3.    Zmienność. Statystyczny opis zmienności.

·        Przyczyny przypadkowe i szczególne zmienności, proces stabilny/rozregulowany.

·        Modele zachowania się procesów w czasie według AIAG&VDA 2026 (zgodne z ISO 22514-2).

·        Statystyczny opis zmienności – wyznaczanie i interpretacja parametrów opisowych (średnia, mediana, rozstęp, odchylenie standardowe, skośność, kurtoza), histogram (rozkład empiryczny), wykres pudełkowy, rozkład empiryczny/rozkład teoretyczny (procesowy), rozkład normalny, reguła trzech odchyleń standardowych, graficzny test normalności, test Andersona-Darlinga, identyfikacja wyników izolowanych (outliers) – testy Grubbsa, Dixona, Hampela.

4.    Zdolność procesu/maszyny – techniki rachunkowe, interpretacja, wymagania.

·        Współczynniki funkcjonowania/zdolności wg strategii AIAG (performance indices - Pp, Ppk, capability indices - Cp, Cpk); odniesienie do ISO 22514-4.

·        Współczynniki funkcjonowania/zdolności wg strategii VDA (preliminary capability - Pp, Ppk, ongoing capability Cp/Pp,Cpk/Ppk, wcześniej Tp, Tpk w przypadku procesu niestabilnego).

·        Współczynniki zdolności maszyny wg VDA – Cm, Cmk.

·        Zdolność maszyny wg ISO 22514-3 – Pm, Ppk ( wcześniejsze oznaczenie Cm,Cmk).

·        Funkcjonowanie/zdolność a frakcja realizacji poza granicami specyfikacji.

·        Współczynniki funkcjonowania/zdolności procesu i maszyny wg projektu AIAG&VDA 2026 – oznaczenia, interpretacja:

·        Zdolność maszyny (Machine Performance) – Pm, Pmk, zdolność procesu (Preliminary Process Performance) – Pp, Ppk, zdolność procesu trwającego (Process Performance or Capability) – Pp, Ppk lub Cp, Cpk.

·        Pożądana hierarchia wartości współczynników (maszyna › analiza wstępna procesu › ocena procesu trwającego): Pm, Pmk › Pp, Ppk ›Pp, Ppk lub Cp, Cpk.

·        Wymagania odnośnie liczności zbioru, liczności próbek.

·        Oczekiwania odnośnie pożądanych wartości współczynników zdolności procesu/maszyny.

·        Liczność zbioru a dokładność oceny współczynników zdolności procesu/maszyny.

·        Dodatkowe kryteria oceny zdolności maszyny (warunki przeprowadzenia oceny).

·        Ocena zdolności w przypadku tolerancji pozycji.

·        Współczynniki funkcjonowania/zdolności procesu i maszyny wg projektu AIAG&VDA 2026 – technika rachunkowa:

·        Parametr podlega rozkładowi normalnemu (dwustronna/jednostronna granica specyfikacji).

·        Parametr nie podlega rozkładowi normalnemu – transformacja danych do rozkładu normalnego (Box-Cox, Johnson), metoda percentylowa, metoda z-score (dwustronna/jednostronna granica specyfikacji).

5.    Karty kontrolne jako narzędzie do monitorowania i doskonalenia procesu – technika rachunkowa, konstrukcja, interpretacja, wymagania.

·        Rodzaje kart kontrolnych, sposoby wykorzystania.

·        Ogólne zasady funkcjonowania: techniki konstrukcji (metoda stabilizacyjna/metoda projektowa).

·        Konstrukcja i zasady wykorzystania kart kontrolnych według bieżących standardów  AIAG i wg bieżących standardów VDA.

·        Karty kontrolne wg projektu AIAG&VDA 2026 – konstrukcja, sposoby wykorzystania, interpretacja:

·        Metody konstrukcji: metoda „process-related” (stabilizacyjna), metoda „tolerance-related”(projektowa).

·        Sposoby wykorzystania: karty do analizy bieżącego procesu (SPC chart), karty do analizy retrospektywnej (Analysis chart).

·        Karty kontrolne w przypadku parametrów mierzalnych: karty kontrolne Shewharta (istnieje możliwość skompletowania próbki/pojedyncze obserwacje), karty Pearsona, karty wielowymiarowe, karty akceptacji procesu, karty z poszerzonymi liniami, karty sum skumulowanych (CSUM), karty wykładniczo ważonej ruchomej średniej (EWMA).

·        Zasady optymalnego doboru karty i jej wykorzystania: liczność próbki, częstość pobierania próbek, metody próbkowania, zasady „czytania” kart kontrolnych (kryteria wg ISO 7870, ISO 7870-2).

·        Dobór karty w zależności od zidentyfikowanego modelu zachowania się procesu (modele procesów wg ISO 22514-2).

·        Karty kontrolne w przypadku oceny atrybutowej: np, p, c, u.

·        Monitorowanie procesów w przypadku krótkich serii.

6.    Podstawowe informacje z zakresu analizy systemów pomiarowych MSA.

·        Podejście do MSA według AIAG (MSA Reference Manual, wyd.IV, 2010).

·        Podejście do MSA według VDA (VDA 5, wyd. poprawione 2011, wydanie 2021).

·        Wzajemnie relacje pomiędzy SPC i MSA.

7.    Środowiska rachunkowe wykorzystywane w analizach SPC w branży motoryzacyjnej.

·        Krótka charakterystyka aplikacji: Minitab, Qs-stat, JMP, Origin Pro, Statistica, Statgraphics, Snap, QDA, Data Metrics, Excel.

·        Weryfikacja, walidacja oprogramowania.

8.    Podsumowanie, dyskusja.

Ćwiczenia:

·        Podstawowa statystyczna analiza danych.

·        Identyfikacja wyników izolowanych (outliers) – test Grubbsa.

·        Graficzny test normalności, wyznaczanie spodziewanej frakcji realizacji poza granicami specyfikacji.

·        Wyznaczanie i interpretacja współczynników funkcjonowania/zdolności procesu według AIAG (ISO 22514-4), rozkład normalny/rozkład inny od rozkładu normalnego.

·        Wyznaczanie i interpretacja współczynników funkcjonowana/zdolności według VDA oraz wg projektu AIAG&VDA, luty 2026 (rozkład normalny/rozkład inny od rozkładu normalnego).

·        Analizy porównawcze współczynników zdolności/funkcjonowania.

·        Wyznaczanie i interpretacja współczynników zdolności maszyny.

·        Konstrukcja i interpretacja karty kontrolnej Shewharta wartości średniej i rozstępu/odchylenia standardowego - metoda „proces-related” (stabilizacyjna), metoda „tolerance-related” (projektowa).

·        Konstrukcja i interpretacja karty kontrolnej Shewharta pojedynczych wartości i ruchomego rozstępu - metoda „proces-related” (stabilizacyjna), metoda „tolerance-related” (projektowa).

·        Obliczanie współczynników zdolności procesu Cp, Cpk na podstawie karty kontrolnej wartości średniej i rozstępu/odchylenia standardowego oraz karty pojedynczych wartości i ruchomego rozstępu (konstrukcja metodą „proces-related”).

·        Interpretacja kart kontrolnych Shewharta – kryteria Nelsona (ISO 7870-2, AIAG, VDA, projekt AIAG&VDA 2026).

·        Konstrukcja i interpretacja innych kart kontrolnych: karta wykładniczo ważonej ruchomej średniej EWMA, karta z poszerzonymi liniami, karta odchyleń od wartości nominalnej (DNOM) (krótkie serie), karta Pearsona – rozkład inny od rozkładu normalnego.

·        Dobór karty w zależności od modelu zachowania się procesu (według ISO 22514-2),

·        Konstrukcja i interpretacja kart kontrolnych według oceny alternatywnej – karty p, np, c, u.

·        Studium przypadków – ocena funkcjonowania/zdolności procesu, wykorzystanie kart kontrolnych.