Biểu đồ kiểm soát – Control Chart là gì? Ứng dụng trong quản lý chất lượng

Biểu đồ kiểm soát (Control Chart) là một trong những công cụ cơ bản và quan trọng nhất trong quản lý chất lượng. Công cụ này được sử dụng để theo dõi và kiểm soát các quá trình, cho phép doanh nghiệp sớm phát hiện những biến động bất thường, từ đó đưa ra quyết định điều chỉnh kịp thời, đảm bảo quá trình sản xuất ổn định và chất lượng sản phẩm. 

Vậy cụ thể biểu đồ kiểm soát là gì? Những loại biểu đồ nào thường được sử dụng và cách chúng vận hành ra sao? Hãy cùng DACO tìm hiểu chi tiết qua bài viết này.

Biểu đồ kiểm soát Control chart là gì?

Biểu đồ kiểm soát (Control Chart) là một công cụ thống kê mạnh mẽ, được sử dụng để theo dõi và kiểm soát một quy trình theo thời gian thực. Mục tiêu chính của nó là phát hiện và ngăn chặn các biến động bất thường hoặc sự lệch lạc trong quá trình vận hành hoặc sản xuất, đảm bảo chất lượng và sự ổn định. Được ứng dụng rộng rãi trong kiểm soát chất lượng và cải tiến quy trình, Control Chart là một trong 7 công cụ quản lý chất lượng cốt lõi hiện nay.

Trong phương pháp DMAIC, Control Chart đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn Kiểm soát (Control). Công cụ này cho phép theo dõi thống kê dữ liệu theo thời gian, giúp chúng ta hiểu rõ nguyên nhân gây ra các biến đổi trong quy trình. Mục tiêu cuối cùng là đạt được và duy trì sự ổn định của quy trình, nghĩa là đảm bảo quy trình hoạt động một cách nhất quán và có thể dự đoán được trong tương lai.

>>>Xem thêm:

• 7 công cụ kiểm soát chất lượng cần có cho doanh nghiệp

• DMAIC là gì? 5 bước ứng dụng hiệu quả cho doanh nghiệp

Các yếu tố trong biểu đồ kiểm soát

Biểu đồ được cấu thành từ ba yếu tố chính, đóng vai trò then chốt trong việc phân tích và theo dõi quá trình:

1. Biểu đồ chuỗi thời gian 

Biểu đồ chuỗi thời gian, thể hiện một chuỗi các điểm dữ liệu được thu thập theo trình tự thời gian (ví dụ: ngày, tháng, năm). Biểu đồ này cung cấp cái nhìn trực quan về sự biến động của dữ liệu qua thời gian.

2. Đường trung tâm

Đường trung tâm đóng vai trò như một đường tham chiếu, đại diện cho giá trị trung bình của toàn bộ quá trình, giúp người dùng dễ dàng nhận biết xu hướng và độ lệch của các điểm dữ liệu so với mức trung bình mong muốn.

3. Đường giới hạn kiểm soát

Hai đường giới hạn kiểm soát trên (UCL) và dưới (LCL) tạo thành một cặp đường song song nằm trên và dưới đường trung tâm. Các đường giới hạn này được xác định dựa trên các tính toán thống kê, thể hiện phạm vi biến động tự nhiên của quá trình. Chúng giúp xác định liệu các điểm dữ liệu nằm ngoài giới hạn có phải là dấu hiệu của các vấn đề bất thường hay không.

Các loại biểu đồ kiểm soát

Control Chart là một công cụ thống kê quan trọng trong quản lý chất lượng, giúp theo dõi và kiểm soát sự ổn định của một quy trình. Chúng được phân loại dựa trên loại dữ liệu mà chúng theo dõi:

Biểu đồ kiểm soát cho dữ liệu biến thiên

Dữ liệu biến thiên là dữ liệu có thể đo lường được, thường là các giá trị số liên tục như kích thước, trọng lượng, nhiệt độ, áp suất, v.v. Các loại biểu đồ phổ biến cho dữ liệu biến thiên bao gồm:

– Biểu đồ trung bình (X-bar Chart): Theo dõi giá trị trung bình của các mẫu con (subgroup) theo thời gian. Nó giúp phát hiện sự thay đổi trong giá trị trung bình của quy trình.

• Ví dụ: Giám sát độ dày trung bình của các tấm thép sản xuất trong từng ca, để đảm bảo độ dày nằm trong giới hạn cho phép.

– Biểu đồ phạm vi (R Chart): Theo dõi sự biến động (phạm vi) của các mẫu con theo thời gian. Nó cho biết sự khác biệt giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất trong mỗi mẫu. R Chart giúp đánh giá tính ổn định của quy trình.

– Biểu đồ độ lệch chuẩn (S Chart): Tương tự như R Chart, nhưng S Chart theo dõi độ lệch chuẩn của các mẫu con. Nó nhạy hơn R Chart đối với các biến động lớn và thường được sử dụng khi kích thước mẫu lớn (n > 10).

Biểu đồ kiểm soát cho dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính là dữ liệu đếm được, thường là các giá trị rời rạc như số lượng sản phẩm lỗi, số lượng khiếm khuyết, hoặc tỷ lệ sản phẩm không đạt yêu cầu. Các loại biểu đồ Control chart cho dữ liệu thuộc tính:

• Biểu đồ np: Theo dõi số lượng các sản phẩm không đạt yêu cầu trong một mẫu có kích thước cố định. Nó chỉ thích hợp khi kích thước mẫu không thay đổi và kết quả chỉ có hai khả năng (ví dụ: đạt/không đạt).
• Biểu đồ p: Theo dõi tỷ lệ sản phẩm không đạt yêu cầu trong một mẫu, áp dụng cho các mẫu có kích thước thay đổi.
• Biểu đồ c: Theo dõi số lượng khiếm khuyết trong một đơn vị sản phẩm hoặc trong một khu vực kiểm tra.
• Biểu đồ u: Theo dõi số lượng khiếm khuyết trung bình trên một đơn vị sản phẩm hoặc trên một khu vực kiểm tra, áp dụng khi kích thước mẫu thay đổi.

Ví dụ: 

Trong một nhà máy sản xuất linh kiện, nếu muốn theo dõi:

• Số lượng sản phẩm bị lỗi: sử dụng biểu đồ np.
• Tỷ lệ sản phẩm bị lỗi: sử dụng biểu đồ p.
• Số lượng lỗi trên một đơn vị sản phẩm: sử dụng biểu đồ c hoặc u (tùy thuộc vào kích thước mẫu).

>>>Có thể bạn muốn biết:

• Cách tạo sơ đồ Gantt đơn giản & hiệu quả (Kèm mẫu miễn phí)

• Biểu đồ Pareto là gì? Hướng dẫn cách triển khai Pareto Chart

Lợi ích của biểu đồ kiểm soát là gì?

Biểu đồ kiểm soát không chỉ là một công cụ thống kê đơn thuần mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho việc quản lý và cải tiến quy trình:

1. Theo dõi, đo lường và đánh giá hiệu suất quy trình 

Control Chart cung cấp công cụ trực quan để theo dõi hiệu suất của quy trình sản xuất theo thời gian thực. Thông qua việc phân tích xu hướng và biến động của dữ liệu, doanh nghiệp có thể đánh giá tính ổn định của quy trình, xác định các điểm bất thường và đưa ra các điều chỉnh kịp thời để duy trì hiệu suất ở mức tối ưu.

2. Chủ động phát hiện biến động bất thường 

Biểu đồ cho phép phát hiện sớm các biến động nằm ngoài giới hạn kiểm soát cho phép. Khi một điểm dữ liệu xuất hiện ngoài giới hạn này, nó báo hiệu sự xuất hiện của các yếu tố bất thường hoặc sự cố trong quy trình. Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể nhanh chóng xác định nguyên nhân gốc rễ và thực hiện các biện pháp khắc phục kịp thời.

3. Nhanh chóng khắc phục sự cố, giảm thiểu tổn thất

Việc phát hiện sớm và xử lý kịp thời các biến động bất thường giúp giảm thiểu nguy cơ sản xuất hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Điều này giúp tiết kiệm chi phí liên quan đến việc sửa chữa, tái chế hoặc loại bỏ sản phẩm lỗi, cũng như giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất.

4. Cải thiện và duy trì chất lượng sản phẩm 

Bằng cách theo dõi và phân tích dữ liệu trên biểu đồ, doanh nghiệp có thể hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Điều này cho phép xác định và triển khai các biện pháp cải tiến quy trình, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và duy trì sự ổn định của chất lượng theo thời gian.

Cách vẽ biểu đồ kiểm soát 

Việc xây dựng và sử dụng Control Chart hiệu quả đòi hỏi một quy trình có hệ thống, bao gồm các bước sau:

Bước 1: Lựa chọn đặc tính và loại biểu đồ phù hợp 

Bước đầu tiên là xác định rõ đặc tính chất lượng cần kiểm soát, chẳng hạn như kích thước, trọng lượng, hoặc tỷ lệ lỗi. Dựa trên loại dữ liệu (biến thiên hoặc thuộc tính), chọn loại biểu đồ phù hợp. Việc lựa chọn chính xác loại biểu đồ là nền tảng để phân tích và kiểm soát quy trình hiệu quả.

Bước 2: Xác định kích thước mẫu và tần suất lấy mẫu 

Quyết định số lượng mẫu cần thu thập trong mỗi lần kiểm tra, đảm bảo kích thước mẫu đủ lớn để phản ánh đúng biến động của quy trình (thường là ít nhất 20 mẫu). Đồng thời, xác định tần suất lấy mẫu phù hợp, đảm bảo dữ liệu thu thập đủ để đánh giá chính xác tính ổn định của quy trình.

Bước 3: Tính toán các giá trị thống kê đặc trưng 

Sau khi thu thập dữ liệu, tiến hành tính toán các giá trị thống kê như trung bình mẫu, độ lệch chuẩn, và khoảng biến thiên. Những giá trị này sẽ được sử dụng để xác định các đường giới hạn kiểm soát và đánh giá sự ổn định của quy trình.

Bước 4:  Xác định đường trung tâm và các giới hạn kiểm soát 

Sử dụng các công thức thống kê để tính toán đường trung tâm (CL), giới hạn kiểm soát trên (UCL) và giới hạn kiểm soát dưới (LCL). So sánh các điểm dữ liệu thu thập được với các giới hạn này để phát hiện các điểm bất thường hoặc xu hướng đáng chú ý.

Bước 5: Vẽ và phân tích biểu đồ 

Vẽ biểu đồ với đường trung tâm và các giới hạn kiểm soát. Phân tích hình dạng và sự phân bố của các điểm dữ liệu. Nếu tất cả các điểm nằm trong giới hạn kiểm soát và không có xu hướng bất thường, quy trình được coi là ổn định. Ngược lại, nếu có điểm nằm ngoài giới hạn kiểm soát hoặc xuất hiện xu hướng bất thường, cần tiến hành điều tra nguyên nhân và thực hiện các hành động khắc phục kịp thời.

4 Nguyên tắc để kiểm tra biểu đồ kiểm soát hiệu quả

Ngoài việc xác định các điểm nằm ngoài giới hạn kiểm soát (UCL và LCL), có một số quy tắc bổ sung giúp phát hiện các mẫu hình bất thường trong biểu đồ, cho thấy quy trình có thể đang mất kiểm soát, ngay cả khi các điểm dữ liệu vẫn nằm trong giới hạn:

Quy tắc 22s

Quy tắc này xác định các biến động bất thường dựa trên vị trí của các điểm dữ liệu so với các giới hạn kiểm soát. Có hai trường hợp cần chú ý:

• Hai trong ba điểm dữ liệu liên tiếp nằm ngoài giới hạn 2 độ lệch chuẩn (2SD) về cùng một phía của đường trung tâm.
• Hai điểm dữ liệu liên tiếp nằm ngoài giới hạn 2SD về cùng một phía của đường trung tâm.

Quy tắc 41s

Quy tắc này tập trung vào các biến động nhỏ hơn nhưng vẫn có thể chỉ ra sự thay đổi trong quy trình. Nó xác định rằng nếu bốn trong năm điểm dữ liệu liên tiếp nằm ngoài giới hạn 1 độ lệch chuẩn (1SD) về cùng một phía của đường trung tâm, thì cần kiểm tra quy trình.

Quy tắc 7T

Quy tắc này phát hiện xu hướng bất thường khi 7 điểm dữ liệu liên tiếp có xu hướng tăng hoặc giảm liên tục. Điều này cho thấy một sự thay đổi có hệ thống trong quy trình, ngay cả khi các điểm vẫn nằm trong giới hạn kiểm soát.

Quy tắc 10X

Quy tắc này xác định các biến động lớn và rõ ràng. Nếu mười điểm dữ liệu liên tiếp nằm về cùng một phía của đường trung tâm, bất kể vị trí của chúng so với các giới hạn kiểm soát, thì quy trình cần được kiểm tra ngay lập tức.

Lưu ý khi vẽ Control chart là gì?

Để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của biểu đồ kiểm soát, cần chú ý đến các điểm sau:

1. Lựa chọn loại biểu đồ phù hợp với dữ liệu 

Việc lựa chọn đúng loại biểu đồ là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả phân tích. Đối với dữ liệu thuộc tính (định tính), sử dụng các biểu đồ như p, np, c, hoặc u. Đối với dữ liệu biến thiên (định lượng), chọn các biểu đồ X-bar, R, hoặc S. Cần xác định rõ mục tiêu kiểm soát và đặc tính dữ liệu để lựa chọn loại biểu đồ phù hợp nhất.

2. Không sử dụng giới hạn đặc tả kỹ thuật trong biểu đồ  

Biểu đồ Control Chart sử dụng các giới hạn kiểm soát thống kê (UCL và LCL) được tính toán từ dữ liệu quá trình, không phải các giới hạn đặc tả kỹ thuật (USL và LSL) do khách hàng hoặc thiết kế quy định. Việc đưa USL và LSL vào biểu đồ sẽ gây nhầm lẫn và làm sai lệch quá trình phân tích.

3. Dữ liệu phải đầy đủ, chính xác

Trước khi xây dựng biểu đồ, cần đảm bảo dữ liệu thu thập được đầy đủ và chính xác. Dữ liệu không đầy đủ hoặc sai lệch sẽ dẫn đến các giới hạn kiểm soát không chính xác và các kết luận sai lầm về sự ổn định của quy trình.

4. Sử dụng dữ liệu để tính toán giới hạn kiểm soát 

Các giới hạn kiểm soát (UCL và LCL) phải được tính toán dựa trên dữ liệu thu thập từ quá trình thực tế. Việc sử dụng các giá trị giới hạn cố định hoặc giá trị giả định có thể không phản ánh đúng biến động tự nhiên của quá trình, dẫn đến việc bỏ sót hoặc phản ứng sai với các tín hiệu bất thường.

5. Phân tích nguyên nhân khi điểm dữ liệu vượt giới hạn kiểm soát 

Khi một điểm dữ liệu nằm ngoài giới hạn kiểm soát, điều này không nhất thiết chỉ ra sự xuất hiện của lỗi. Cần tiến hành phân tích để xác định xem sự biến động này là do nguyên nhân đặc biệt hay do biến động tự nhiên. Việc xác định đúng nguyên nhân giúp đưa ra các hành động khắc phục phù hợp và tránh các phản ứng thái quá đối với biến động thông thường.

Những trường hợp nào nên áp dụng biểu đồ kiểm soát?

Biểu đồ kiểm soát là một công cụ mạnh mẽ, tuy nhiên, không phải lúc nào cũng cần thiết. Dưới đây là những trường hợp mà việc sử dụng mang lại giá trị cao nhất:

• Khi muốn xác định xem quy trình có đang hoạt động một cách ổn định và dự đoán được hay không. Control Chart giúp phát hiện các biến động bất thường, cho thấy quy trình có nằm trong trạng thái kiểm soát hay không.
• Theo dõi và phân tích sự thay đổi của quy trình theo thời gian, giúp xác định các xu hướng và mô hình biến động.
• Khi cần nhanh chóng phát hiện các biến động xảy ra trong quy trình và thực hiện các biện pháp khắc phục để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
• Khi muốn xác định xem quy trình có nằm trong giới hạn kiểm soát thống kê hay không, từ đó đưa ra các quyết định về việc cải tiến quy trình.
• Khi muốn phân biệt giữa các biến động ngẫu nhiên và các biến động do nguyên nhân đặc biệt, giúp tập trung vào việc xử lý các nguyên nhân quan trọng.

Có thể thấy, Control Chart là một công cụ đắc lực, không thể thiếu trong quản lý chất lượng. Việc áp dụng thành thạo công cụ này không chỉ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu đáng kể chi phí phát sinh do sai sót. Hy vọng rằng, những thông tin trong bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về biểu đồ kiểm soát và ứng dụng hiệu quả vào thực tiễn sản xuất.