Dva typy chyb, dvě kategorie nákladů: vyvážení falešných poplachů a zameškaných vad

Přehled

Každá kontrolní stanice dopouští dvou druhů chyb. Jednak přehlédne vadu, která je skutečně přítomna, jednak označí za vadnou součást, která je v pořádku. Obě chyby vznikají stejným prahem rozhodování a změnou tohoto prahu se jedna chyba zmenšuje na úkor druhé. Specifikace, která vyžaduje, aby obě chyby byly velmi malé, nepožaduje lepší stroj; požaduje stroj, který neexistuje.

To, co činí tento kompromis řiditelným, je skutečnost, že obě chyby zpravidla nezpůsobují stejné náklady. Přehlédnutí vady u bezpečnostní součásti může vést k návratu výrobků; falešné pozitivní rozhodnutí obvykle stojí jen několik minut opakované kontroly. Pokud se náklady liší o řády velikosti, je správné nastavení zřejmé a specifikace by měla tuto skutečnost explicitně uvést místo toho, aby požadovala, aby obě číselné hodnoty byly malé.

Tento článek popisuje, jak se tyto dvě míry vzájemně ovlivňují, jaký je každá z nich v praxi nákladová, a jak sestavit specifikaci, která stanoví, jakou chybu linka dokáže absorbovat. Společnost Big Bird Industrial (dříve Shimada Big Bird Industrial) vyvíjí a vyrábí systémy pro čištění a odstraňování ohrubů u komponent pohonných jednotek automobilů od roku 2001; číselné údaje o detekci uvedené zde pocházejí z výrobních stanic.

1. Dvě chyby

Je vhodné upřesnit terminologii, protože různí lidé často popisují obě chyby stejnými slovy.

Nezjištění

Defekt přítomný na dílu není detekován a díl pokračuje dále výrobní linkou. Míra nezjištění je podíl vadných dílů, které projdou kontrolou; výrobní stanice obvykle uvádějí tuto míru v rozmezí jednoho dílu z tisíce, přičemž nejpřísnější aplikace dosahují jednoho dílu z deseti tisíc.

Falešné poplachy

Shodná součást je označena a opouští linku pro přezkum, opravu nebo likvidaci. Podíl falešných poplachů na skutečných površích se pohybuje přibližně mezi jedním a sedmi procenty v závislosti na třídě vady a povrchu; stanice, která hlásí nulu, obvykle měří něco jednoduššího než požadované.

2. Proč se pohybují společně

Detektor rozhoduje porovnáním signálu s prahem. Snížení prahu odhalí více vad, ale zároveň označí i více bezvadných součástí, protože populace bezvadných součástí se překrývá s populací vad v rámci jakékoli vlastnosti, kterou detektor měří.

Překryv je fyzický

Toto překrytí není nedostatkem modelování, který odstraní lepší algoritmus. Mělká rýha a stopy nástroje vyvolují podobný kontrast; malý pórus a částice prachu vyvolují podobnou tmavost. Tam, kde se tyto dvě populace skutečně překrývají, žádný práh je nemůže dokonale oddělit a jediným způsobem, jak zlepšit obě míry současně, je změnit měřenou veličinu, nikoli polohu prahu.

Změna měřené veličiny

Přidání druhého osvětlení, druhého pohledu nebo vzduchového impulsu umožňuje oddělit populace, které nelze rozlišit jediným měřením. To je oprávněný způsob, jak zlepšit obě míry, a jde o změnu hardwaru, nikoli o ladění.

3. Náklady spojené s jednotlivými chybami

Náklady jsou asymetrické a jejich kvantifikace přeměňuje kompromis v rozhodnutí.

Náklady na nezjištěnou vadu

Nezjištěná vada se šíří. U obráběné součásti může být odhalena až při montáži, kde náklady představují zastavení výrobní linky; u bezpečnostní součásti může dorazit až do provozu, kde náklady představují vyvolání návratu výrobku. Čím dále se vada šíří, tím vyšší jsou náklady, a proto je míra nezjištěných vad stanovena pro operaci, ve které je nejlevnější vadu odhalit.

Náklady na falešné poplachy

Nepravdivé volání spotřebuje kontrolu, opětovní prohlídku nebo přepracování. Spotřebuje také důvěru: operátor, který opakovaně vidí, že jsou odmítnuty dobré součásti, se naučí stanici obejít, a obejitá stanice vůbec neposkytuje žádnou ochranu. Tato druhá nákladová položka se nikdy nezahrnuje do výpočtu, ale vždy se objeví ve výsledku.

4. Kde by měla být rovnováha

Správná rovnováha vyplývá z poměru obou nákladů, a tento poměr je obvykle velký.

Když chyba má katastrofální důsledky

U kontrolního postupu pro bezpečnostní povrch nebo hydraulický průchod může chyba vést k poruše v provozu a k vyvolání návratu výrobku. Kontrolní stanoviště by mělo být výrazně nakloněno k odmítnutí, přijetím vyšší míry falešných poplachů jako ceny za to. Stanoviště pro uzávěry ložisek s jednou chybou na deset tisíc a jedním falešným poplachem na sto je správně nakloněno.

Když je falešný poplach drahším problémem

U estetického povrchu kontrolovaného vysokým výkonem způsobuje falešný poplach každou směnu poslání součásti do leštění a akumulované náklady mohou překročit hodnotu zachycených vad. Taková stanoviště jsou naladěna blíže k rovnováze, a proto stanoviště pro kontrolu laku pracuje s nižší mírou chyb a vyšší mírou falešných poplachů než kontrola bezpečnostních prvků.

5. Měření obou

Stanice je charakterizována dvěma čísly a dodavatel, který uvádí pouze jedno z nich, popisuje jen polovinu.

Validační sada musí obsahovat obě položky

Testovací sada vadných dílů měří míru nezjištěných vad. Testovací sada shodných dílů měří míru falešných poplachů. Bez druhé sady by stanice, která odmítne všechny díly, dosáhla dokonalého výsledku v prvním případě; proto musí přijímací test zahrnovat i běžné výrobní díly.

Měření za provozu namísto při převzetí

Obě míry se po uvedení do provozu mění – žárovky stárne a složení dílů se mění. Sledování počtu vyvolaných poplachů na sto dílů a potvrzených vad na tisíc dílů ukazuje změny ještě před tím, než je stanice obejita.

6. Organizační polovina

Technický problém je jen polovinou celého úkolu. Druhou polovinou je to, co organizace s vyvolanými poplachy dělá.

Stanice, jejichž příznaky posuzuje osoba oprávněná k uvolnění součásti, bude považována za důvěryhodnou. Stanice, jejichž příznaky vstupují do fronty, kterou nikdo nevyčistí, bude přepsána a po přepsání se poměr falešných poplachů přestane chápát jako náklad a stane se zvykem. Funkce posuzovatele je tedy součástí rozpočtu chyb, nikoli administrativním detailem.

7. Zapsání do specifikace

Specifikace, která uvádí oba poměry, stanoví, který z nich smí kolísat, a definuje testovací sady, které je měří, je specifikací, podle níž dodavatel může navrhovat.

Specifikace, která vyžaduje minimalizaci obou poměrů, bude odpovědí číslo popisující laboratoř spíše než výrobní linku. Otázkou, kterou stojí za to položit, není, jaký je nejnižší dosažitelný poměr zmeškaných případů, ale jaký poměr zmeškaných případů aplikace potřebuje a jaký poměr falešných poplachů je výrobní linka schopna absorbovat, aniž by tento poměr ohrozila.

8. Náklady na nepoužívanou stanici

Největší náklad v rozpočtu chyb není ani zmeškaná chyba, ani falešně pozitivní detekce. Je to stanice, která přestane být používána, protože v tom okamžiku se míra zmeškaných chyb stane rovnou tomu, co proces vyprodukuje bez jakékoli kontroly.

Jak stanice přestane být používána

Stane se to ve třech krocích. Míra falešně pozitivních detekcí stoupne nad úroveň, kterou linka dokáže absorbovat, a proto operátoři začnou očekávat odmítnutí i u bezchybných dílů. Fronta na přezkum roste, protože nikdo nemá pravomoc rychle uvolnit označený díl. Někdo objeví funkci obejití (override) a od té doby je každý nejednoznačný díl ručně povolen. Žádný z těchto kroků není rozhodnutím; každý je reakcí na tlak.

Protipatření je organizačního, nikoli technického charakteru: jmenovaný přezkumník s pravomocí, cílová doba přezkumu a měsíční údaj o tom, jak často byla stanice obejita. Stanice, která je pravidelně přezírána a důvěryhodná, může pracovat s mírou falešně pozitivních detekcí, kterou linka snese. Stanice, která je obejita, nemá žádnou míru chyb, kterou by stálo za to měřit.

Často kladené otázky

Může mít stanice obě míry nízké?

Pouze tam, kde se defekt a pozadí opticky nepřekrývají. Pokud se překrývají, zlepšení obou vyžaduje přidání informací, například dalšího osvětlení nebo pohledu, nikoli jen doladění prahu.

Kterou míru mám zadat jako první?

Míru zameškaných detekcí, protože je určena tím, jaký dopad může mít defekt v následných krocích výrobního procesu. Míra falešných poplaků vyplývá z toho, kolik falešných poplaků výrobní linka dokáže zvládnout, aniž by byl dosažen požadovaný výsledek.

Proč se zdají být míry falešných poplaků vysoké?

Protože jsou měřeny na skutečných výrobních površích s reálnou variabilitou. Míra v jednom řádu pro litinu nebo natřený panel je normální, zatímco míra uváděná jako nula obvykle znamená, že testovací sada byla příliš snadná.

Co dělat, pokud operátoři stanici ignorují?

To je skutečný režim poruchy. Vzniká kvůli nepřezkoumané frontě upozornění nebo míře falešných poplaků, kterou výrobní linka nedokáže zvládnout, a přeměňuje funkční stanici v činnost zaměřenou pouze na vedení záznamů.

Závěr

Chyba typu I. druhu a chyba typu II. druhu vznikají při stejné prahové hodnotě a mají velmi rozdílné náklady. Užitečná specifikace uvádí, kterou z těchto chyb systém dokáže snést, místo aby požadovala, aby byly obě co nejmenší.

Zlepšení obou současně je otázkou hardwaru, nikoli ladění. A konečná rychlost, která skutečně záleží, je ta, která se měří za provozu, protože stanice, které nikdo nedůvěřuje, má míru chyb typu II. druhu rovnou sto procent.