Hai loại lỗi, hai loại chi phí: Cân bằng giữa các cảnh báo sai và các trường hợp bỏ sót

Tổng Quan

Mỗi trạm kiểm tra đều phạm hai loại sai lầm. Một là bỏ sót một khuyết tật thực sự tồn tại; hai là đánh dấu một chi tiết đạt chuẩn là không đạt. Cả hai loại sai lầm này đều phát sinh từ cùng một ngưỡng quyết định, và việc điều chỉnh ngưỡng đó sẽ làm giảm loại này nhưng lại làm tăng loại kia. Một yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi cả hai chỉ số này đều phải rất thấp không phải đang yêu cầu một thiết bị tốt hơn; mà thực chất là đang yêu cầu một thiết bị không tồn tại.

Điều khiến việc cân bằng hai loại sai lầm trở nên khả thi là chúng hiếm khi có mức chi phí như nhau. Việc bỏ sót một khuyết tật trên bộ phận liên quan đến an toàn có thể dẫn đến chi phí thu hồi sản phẩm; trong khi một cảnh báo sai thường chỉ tốn vài phút để kiểm tra lại. Khi chênh lệch chi phí giữa hai trường hợp lên tới nhiều bậc độ lớn, thì ngưỡng thiết lập phù hợp là điều hiển nhiên, và yêu cầu kỹ thuật nên nêu rõ điều này thay vì yêu cầu cả hai chỉ số đều phải nhỏ.

Bài viết này trình bày cách hai tỷ lệ này tương tác với nhau, chi phí thực tế của từng loại và cách soạn thảo một đặc tả nêu rõ lỗi nào mà dây chuyền có thể chấp nhận. Big Bird Industrial (trước đây là Shimada Big Bird Industrial) đã chế tạo các hệ thống làm sạch và loại bỏ ba via cho các bộ phận truyền động ô tô kể từ năm 2001, và các số liệu phát hiện được sử dụng ở đây xuất phát từ các trạm sản xuất.

1. Hai lỗi

Thuật ngữ cần được làm rõ, bởi vì hai lỗi này thường được mô tả bằng những từ giống nhau nhưng do những người khác nhau sử dụng.

Lỗi bỏ sót

Một khuyết tật tồn tại trên chi tiết không được phát hiện, và chi tiết đó tiếp tục di chuyển dọc theo dây chuyền. Tỷ lệ bỏ sót là tỷ lệ phần trăm các chi tiết lỗi được phép đi qua; các trạm sản xuất thường quy định mức này vào khoảng một chi tiết trên một nghìn, trong khi các ứng dụng yêu cầu cao nhất đạt tới một chi tiết trên mười nghìn.

Lỗi báo sai

Một bộ phận đạt tiêu chuẩn được đánh dấu và được đưa ra khỏi dây chuyền để xem xét, xử lý lại hoặc loại bỏ. Tỷ lệ báo sai trên các bề mặt thực tế dao động từ khoảng một đến bảy phần trăm, tùy thuộc vào loại khuyết tật và bề mặt; một trạm kiểm tra báo cáo tỷ lệ bằng không thường đang đo một yếu tố dễ hơn yêu cầu.

2. Vì sao chúng di chuyển cùng nhau

Bộ dò đưa ra quyết định bằng cách so sánh tín hiệu với ngưỡng xác định. Việc hạ thấp ngưỡng giúp phát hiện nhiều khuyết tật hơn nhưng đồng thời cũng đánh dấu nhiều bộ phận tốt hơn, bởi vì tập hợp các bộ phận tốt chồng lấn lên tập hợp các khuyết tật ở bất kỳ đặc điểm nào mà bộ dò đang đo.

Sự chồng lấn mang tính vật lý

Sự chồng lấn này không phải là điểm yếu trong mô hình mà một thuật toán tốt hơn có thể khắc phục. Một vết xước nông và một dấu vết công cụ tạo ra độ tương phản tương tự; một lỗ rỗ nhỏ và một hạt bụi tạo ra mức độ tối tương tự. Ở những vị trí hai tập hợp thực sự chồng lấn, không tồn tại ngưỡng nào có thể phân tách chúng một cách hoàn hảo, và cách duy nhất để cải thiện cả hai chỉ số là thay đổi yếu tố được đo chứ không phải thay đổi vị trí của ngưỡng.

Thay đổi yếu tố được đo

Việc bổ sung một lần chiếu sáng thứ hai, một góc quan sát thứ hai hoặc một xung khí có thể tách biệt các nhóm đối tượng mà một phép đo duy nhất không thể thực hiện được. Đó là cách hợp lý để cải thiện cả hai tỷ lệ, và đây là một thay đổi phần cứng chứ không phải một điều chỉnh thông số.

3. Chi phí cho từng lỗi

Chi phí này mang tính bất cân xứng, và việc định lượng chúng chính là yếu tố biến sự đánh đổi thành một quyết định.

Chi phí do bỏ sót

Một khuyết tật bị bỏ sót sẽ di chuyển. Đối với chi tiết gia công cơ khí, khuyết tật có thể được phát hiện trong công đoạn lắp ráp, khi đó chi phí phát sinh là việc ngừng dây chuyền; đối với chi tiết liên quan đến an toàn, khuyết tật có thể xuất hiện ngoài thực địa, dẫn đến chi phí thu hồi sản phẩm. Quãng đường khuyết tật di chuyển càng dài thì chi phí phát sinh càng tăng, vì vậy tỷ lệ bỏ sót được quy định tại công đoạn mà việc phát hiện khuyết tật có chi phí thấp nhất.

Chi phí do cảnh báo sai

Một lần gọi sai làm tiêu tốn một lần kiểm tra, một lần kiểm tra lại hoặc một lần gia công lại. Nó cũng làm hao mòn niềm tin: một công nhân thấy các chi tiết tốt bị loại bỏ lặp đi lặp lại sẽ học cách bỏ qua trạm kiểm tra, và một trạm kiểm tra bị bỏ qua thì hoàn toàn không mang lại bất kỳ sự bảo vệ nào. Chi phí thứ hai này không bao giờ được tính toán nhưng luôn hiện diện trong kết quả thực tế.

4. Vị trí cân bằng nên đặt ở đâu

Cân bằng đúng được xác định bởi tỷ lệ giữa hai loại chi phí, và tỷ lệ này thường rất lớn.

Khi sai sót gây hậu quả nghiêm trọng

Trong kiểm tra trình tự, đối với bề mặt an toàn hoặc đường dẫn thủy lực, một sai sót có thể dẫn đến hỏng hóc trên thực địa và phải thu hồi sản phẩm. Trạm kiểm tra cần thiên mạnh về việc từ chối, chấp nhận tỷ lệ gọi sai cao hơn như một cái giá phải trả. Một trạm kiểm tra nắp ổ trượt vận hành với tỷ lệ sai sót là 1 trên 10.000 và tỷ lệ gọi sai là 1 trên 100 là đã được thiết lập thiên về từ chối một cách đúng đắn.

Khi Việc Báo Động Giả Lại Là Chi Phí Lớn Hơn

Trên bề mặt ngoại quan được kiểm tra với khối lượng lớn, một báo động giả khiến chi tiết bị đưa đi đánh bóng trong mọi ca làm việc, và tổng chi phí tích lũy có thể vượt quá giá trị của các khuyết tật được phát hiện. Các trạm này được điều chỉnh sát hơn tới trạng thái cân bằng, vì vậy một trạm sơn hoạt động với tỷ lệ bỏ sót thấp hơn nhưng tỷ lệ báo động giả cao hơn so với một trạm kiểm tra an toàn.

5. Đo Lường Cả Hai

Một trạm được đặc trưng bởi hai con số, và nhà cung cấp chỉ nêu một con số là mới chỉ mô tả một nửa khả năng của trạm đó.

Tập Dữ Liệu Kiểm Định Phải Bao Gồm Cả Hai Loại

Một tập dữ liệu kiểm tra gồm các chi tiết lỗi đo lường tỷ lệ bỏ sót. Một tập dữ liệu kiểm tra gồm các chi tiết đạt chuẩn đo lường tỷ lệ báo động giả. Nếu thiếu tập thứ hai, một trạm từ chối tất cả mọi chi tiết sẽ đạt điểm tuyệt đối trên tập thứ nhất — chính vì vậy bài kiểm tra nghiệm thu phải bao gồm cả các chi tiết sản xuất bình thường.

Đo Lường Trong Quá Trình Vận Hành Thay Vì Tại Thời Điểm Giao Nhận

Cả hai tỷ lệ đều thay đổi sau khi đưa vào vận hành, do đèn lão hóa và do sự thay đổi về số lượng chi tiết. Việc theo dõi cờ cảnh báo trên mỗi một trăm chi tiết và các lỗi được xác nhận trên mỗi một nghìn chi tiết sẽ cho thấy xu hướng trôi lệch trước khi trạm bị bỏ qua.

6. Nửa phần tổ chức

Vấn đề kỹ thuật chỉ chiếm một nửa. Nửa còn lại là cách tổ chức xử lý các cờ cảnh báo.

Một trạm mà các cờ cảnh báo của nó được xem xét bởi người có thẩm quyền phê duyệt chi tiết sẽ được tin cậy. Còn một trạm mà các cờ cảnh báo gửi vào hàng đợi mà không ai xử lý sẽ bị bỏ qua, và một khi đã bị bỏ qua, tỷ lệ gọi sai sẽ không còn là chi phí nữa mà trở thành thói quen. Do đó, vị trí xem xét này là một phần trong ngân sách sai số, chứ không phải chi tiết hành chính.

7. Đưa vào đặc tả

Một đặc tả nêu rõ cả hai tỷ lệ, chỉ định tỷ lệ nào được phép thay đổi và định nghĩa các bộ kiểm tra dùng để đo lường chúng là đặc tả mà nhà cung cấp có thể thiết kế theo.

Một thông số kỹ thuật yêu cầu cả hai yếu tố đều phải ở mức tối thiểu sẽ được trả lời bằng một con số mô tả một phòng thí nghiệm chứ không phải một dây chuyền sản xuất. Câu hỏi đáng đặt ra không phải là tỷ lệ bỏ sót thấp nhất có thể đạt được là bao nhiêu, mà là tỷ lệ bỏ sót nào ứng dụng cần và tỷ lệ gọi sai nào dây chuyền có thể chịu đựng được trong khi vẫn duy trì yêu cầu đó.

8. Chi phí của một trạm kiểm tra không ai sử dụng

Chi phí lớn nhất trong ngân sách lỗi không phải là tỷ lệ bỏ sót cũng không phải là tỷ lệ gọi sai. Đó là chi phí của trạm kiểm tra bị ngừng sử dụng, bởi vì tại thời điểm đó, tỷ lệ bỏ sót sẽ bằng chính tỷ lệ lỗi do quy trình sản xuất tạo ra mà không có kiểm tra.

Cách một trạm kiểm tra ngừng được sử dụng

Việc này xảy ra theo ba bước. Tỷ lệ gọi sai tăng lên vượt quá mức mà dây chuyền có thể chịu đựng được, nên công nhân bắt đầu kỳ vọng rằng các sản phẩm tốt cũng sẽ bị từ chối. Hàng đợi chờ xử lý ngày càng dài hơn vì không ai có thẩm quyền giải phóng nhanh một sản phẩm bị đánh dấu. Sau đó, ai đó phát hiện ra chức năng bỏ qua (override), và từ đó mọi sản phẩm gây nghi ngờ đều được thông qua thủ công. Không bước nào trong số những bước này là một quyết định; mỗi bước đều là phản ứng trước áp lực.

Biện pháp khắc phục mang tính tổ chức hơn là kỹ thuật: một người xem xét được chỉ định rõ ràng với thẩm quyền, thời gian xem xét mục tiêu và số liệu hàng tháng về tần suất trạm bị bỏ qua. Một trạm được xem xét và tin cậy có thể vận hành ở mức tỷ lệ gọi sai mà dây chuyền chấp nhận được. Một trạm bị bỏ qua thì không có tỷ lệ lỗi nào đáng để đo lường.

Các câu hỏi thường gặp

Một trạm có thể đạt cả hai tỷ lệ ở mức thấp hay không?

Chỉ khi khuyết tật và nền không chồng lấn về quang học. Khi chúng chồng lấn, việc cải thiện cả hai yêu cầu bổ sung thông tin, ví dụ như thêm một nguồn chiếu sáng hoặc góc quan sát khác, thay vì điều chỉnh ngưỡng.

Tôi nên xác định tỷ lệ nào trước tiên?

Tỷ lệ bỏ sót, bởi vì nó được xác định bởi hậu quả mà khuyết tật có thể gây ra ở công đoạn phía sau. Tỷ lệ gọi sai sẽ phụ thuộc vào khả năng hấp thụ của dây chuyền khi đạt được tỷ lệ bỏ sót đó.

Tại sao tỷ lệ gọi sai lại có vẻ cao?

Vì chúng được đo trên các bề mặt sản xuất thực tế với sự biến thiên thực tế. Một tỷ lệ ở mức một chữ số thấp trên một chi tiết đúc hoặc một tấm phủ sơn là điều bình thường, và một tỷ lệ được báo cáo là bằng không thường có nghĩa là bộ dữ liệu kiểm tra quá dễ.

Điều gì xảy ra nếu người vận hành bỏ qua trạm?

Đó là chế độ lỗi thực sự. Nguyên nhân là hàng đợi cờ chưa được xem xét hoặc tỷ lệ gọi sai vượt quá khả năng xử lý của dây chuyền, khiến một trạm đang hoạt động trở thành công việc ghi chép thuần túy.

Kết luận

Cả việc bỏ sót và gọi sai đều phát sinh từ cùng một ngưỡng nhưng gây ra chi phí rất khác nhau. Thông số kỹ thuật hữu ích cần nêu rõ loại nào dây chuyền có thể chấp nhận, thay vì yêu cầu cả hai đều ở mức thấp.

Cải thiện đồng thời cả hai yếu tố là vấn đề phần cứng, chứ không phải vấn đề điều chỉnh. Và tỷ lệ cuối cùng mang ý nghĩa thực tiễn là tỷ lệ được đo trong quá trình vận hành, bởi một trạm mà không ai tin tưởng sẽ có tỷ lệ bỏ sót đạt một trăm phần trăm.