Компьютерное моделирование эксперимента «Воронка и мишень» В прилагаемом файле воспроизводится компьютерное моделирование эксперимента "Воронка и мишень" из книги Генри Нива "Пространство д-ра Деминга". Для запуска файла требуется программа Microsoft Office Excel, инструкция внутри. Скачать файл - Ниже приводится отрывок из книги Г.Нива, где описывается этот эксперимент. Глава 5. Эксперимент «воронка и мишень» Как мы уже не однажды отмечали, Деминг говорит нам, что наилучшие намерения, самые горячие усилия и усердная работа не обеспечат качества. Почему же нет? Разве может быть что-то плохое в хороших намерениях и усердной работе? К сожалению, ответ утвердительный. Мы все знаем поговорку о том, что дорога в ад вымощена благими намерениями. Вариант Деминга таков: «Мы сами всё разрушим своими же усердными стараниями». Если старания и усердная работа направлены на неправильные, вредные дела или на нужные дела, но не таким путем, как следовало бы, в конце концов мы можем оказаться в гораздо худшем положении, чем имели вначале. Чем сильнее человек бьется в зыбучих песках, тем быстрее исчезает в них. Старания и усердная работа часто направлены на исправление тех вещей и явлений, которые бесполезны или вредны. Пример с компенсирующим прибором (глава 4) есть прямая иллюстрация того, как усердие может привести к увеличению вариаций и таким образом ухудшить качество вместо достижения положительного эффекта. Этот пример, как мы увидим, есть чистое проявление правила 2 в эксперименте «воронка и мишень». Никто не говорит, что старания и усердная работа сами по себе плохи, но знания — глубинные знания — нужны для того, чтобы гарантировать, что эта добродетель будет вознаграждена и принесет положительные результаты, а не разочарования. Эксперимент «воронка и мишень», появившийся в результате предложения, сделанного Ллойдом Нельсоном Демингу в 1986 г., — достаточно простая физическая модель того, как даже большие усилия по улучшению могут закончиться плачевно. И этот эксперимент — вовсе не чисто академическое упражнение. Свидетельства этого приводятся постоянно на четырехдневных семинарах Деминга. После ознакомления с идеей эксперимента в течение 1-2 часов участников просят описать практические ситуации из их собственного опыта (которые, как они теперь в состоянии распознать, служат примерами правил «воронки и мишени»). Таким образом, они понимают, что положение дел ухудшается, вместо того чтобы улучшаться. Часто участники приводят несколько десятков таких примеров. Эксперимент можно провести с очень простым оборудованием:
Мишень наносится на ткань, и воронка располагается над мишенью. Шарик бросают сквозь воронку, а положение, где он останавливается на столе, отмечают ручкой. Держатель и, следовательно, воронка могут передвигаться в соответствии с набором правил, которые мы сформулируем ниже. Шарик бросают в воронку во второй раз, позиция его остановки помечается, и воронка передвигается вновь. Процесс нужно повторить несколько десятков раз. Какие правила для перемещения воронки мы можем рассмотреть? Деминг предлагает четыре. Правило 1. Самое легкое: не двигайте воронку безотносительно к тому, где шарик останавливается. Компьютерное моделирование ста последовательных бросаний шарика в соответствии с правилом 1 дает результат, показанный на рисунке 13. Нет ничего удивительного в том, что мы получаем фигуру рассеяния приблизительно в форме круга с центром на мишени.
Это не совсем то, чего нам хотелось бы. Давайте постараемся улучшить дело. «Давайте же что-нибудь делать. Не сидите просто так. Нужно что-то предпринять. Двигайте воронку». В соответствии с правилами 2 и 3, воронка двигается таким образом, чтобы скомпенсировать то расхождение, на которое шарик отклонился от мишени. Мы опишем эти правила в обратном порядке, поскольку правило 3 (используя нумерацию Деминга) — относительно грубая попытка компенсации, в то время как правило 2 — более тонкая. Правило 3 работает следующим образом. Предположим, шарик остановился в шести дюймах к востоку от центра мишени. Тогда воронка двигается на запад от центра перед следующим броском. Или, если шарик останавливается на четыре дюйма на юго-запад от мишени, воронка двигается так, чтобы прицеливаться в точку на четыре дюйма на северо-восток от мишени перед следующим бросанием. Очевидная слабость правила 3 в том, что при определении следующего положения воронки оно не принимает во внимание положения, занимаемого ею в текущий момент. Последствия этого легко проследить, если провести соответствующий эксперимент. Читатель может попробовать прорисовать эту ситуацию и выяснить, какое поведение будет наблюдаться в соответствии с правилом 3, прежде чем посмотреть на рисунок 15. Правило 2 демонстрирует более разумную позицию передвижения воронки относительно ее предшествующего положения, а не по отношению к цели. Поэтому, возвращаясь к предшествующей иллюстрации, предположим, что шарик остановился в шести дюймах к востоку от мишени. Правило 2 двигает воронку на шесть дюймов к западу от ее текущего положения. И если на следующем шаге шарик находится в четырех дюймах на юго-запад от мишени, то воронка двигается на четыре дюйма к северо-западу от ее текущего положения.
Рисунки 14 и 15 показывают характер расположения точек остановки шарика при использовании правил 2 и 3 соответственно. Правило 3 дает ужасающий результат. С течением времени общая тенденция такова, что шарик все дальше и дальше удаляется от центра, осциллируя в последовательных бросаниях от одной части рисунка к другой. «Правило 3. Осцилляции, взад-вперед, с постепенно возрастающей амплитудой, пока не произойдет "взрыв"». Причина для осцилляции такова: если воронка, скажем, нацелена на три единицы к востоку от мишени, то и шарик, по всей видимости, закончит движение где-то в этой области, что предполагает правило 3; затем сдвинем воронку ориентировочно на три единицы к западу от мишени в следующем бросании. После этого она вернется назад на восток и т.д. А теперь с надеждой обратимся к результатам «улучшенного» правила 2. Но какое разочарование! Конечно, дела не обстоят так же откровенно плохо, как в случае с правилом 3. Итак, мы вернулись к ситуации, дающей практически ту же круговую форму рассеивания результатов вокруг мишени. Но круг теперь больше, чем он был, т.е. разброс вырос и ухудшилось качество. В действительности (хотя это нельзя рассчитать) любой разумный подход к измерению площадей двух кругов показывает, что площадь в случае использования правила 2 вдвое превышает площадь, соответствующую правилу 1. Итак, великая идея оказалась никуда негодной. Что делать? По всей видимости, следует забыть о цели и в интересах улучшения качества сконцентрироваться на минимизации изменчивости между последующими бросаниями шарика. Таким образом, мы можем, как минимум улучшить однородность и воспроизводимость, хотя и сконцентрироваться на каком-то положении, отличном от первоначальной цели. Имеется очевидный путь к достижению этой цели. (Читатель не может видеть, что мой язык от старания уже высунут наружу, поэтому я сам говорю об этом!) Это дает нам правило 4: на каждом шаге располагайте воронку непосредственно над тем положением, где шарик только что приземлился. Ну что ж, одна часть этого описания верна. Правило 4 действительно минимизирует вероятное расстояние между отметками двух последующих бросаний. Поэтому на небольшом временном интервале это правило, кажется, действительно имеет некоторый смысл. Но будьте осторожны! Что произойдет в перспективе? Ответ ищите на рисунке 16.
Поведение практически такое же плохое, как в случае правила 3: «Система взрывается». По мере продолжения эксперимента у шарика проявляется тенденция удаляться все дальше и дальше от мишени. Этому не приходится удивляться, учитывая, что мишень не фигурирует в наших вычислениях месторасположения воронки. Единственное настоящее отличие от правила 3 — положение шарика не колеблется с одной стороны картины к другой, оно непрерывно удаляется от центра в некотором общем направлении. «Все это ведет лишь к ухудшению положения дел!» Обращаясь к иллюстрациям правила воронки, мы ясно понимаем, что пример с компенсационным прибором, использовавшимся компанией Ford, соответствует действию правила 2: если диаметр вала больше положенного на 0,10 мм, то среднее процесса подстраивается в сторону уменьшения от текущего значения, с тем чтобы постараться получить следующий вал с диаметром, более близким к номинальному размеру. Любая форма систематической компенсации от образца к образцу — кандидат на соответствие правилу 2. Деминг обращается к этому вопросу в параграфе, начинающемся вверху стр. 114 Out of the Crisis. Процедуры калибровки также часто представляют собой хороший пример такого рода ситуаций. Стандартный образец измеряется в начале каждого дня, и инструмент подстраивается в соответствии с наблюдаемой ошибкой. На стр. 330 в Out of the Crisis участник четырехдневного семинара рассказывает об аналогичном примере, когда прицелы торпедных аппаратов подлодок подстраивались в соответствии со значением отклонения от цели в первом выстреле. Выяснив сущность правила 2, мы легко можем сделать следующий шаг и рассмотреть, как проявляется вмешательство в других, менее формализованных, но значительно более серьезных случаях. Рабочие, которых хвалят или ругают в зависимости от того, оказались ли их показатели выше или ниже средних (тогда как их работа на самом деле соответствует статистически управляемой ситуации), подвергаются воздействию в соответствии с правилом 2 или, возможно, другими правилами, а общий результат их работы будет поэтому более вариабельным. В главе 18 мы увидим, почему Деминг рассматривал немедленную прямую реакцию на появление дефектов, жалоб, ошибок, инцидентов как пример проявления правила 2 (или еще более худших). Несколько слов для пояснения. Читатель, безусловно, прав, когда считает, что какая-то реакция на инцидент, ошибку или отказ иногда может быть оправданной. В самом деле, действия, направленные на успокоение потребителя или выплату ему и другим пострадавшим компенсаций, могут быть необходимы или как минимум желательны. Тип действий, по поводу которых Деминг проявляет озабоченность, — это воздействия на процесс или систему из-за появления сомнительного изолированного события. Итак, как же это согласуется с теоретическими предпосылками эксперимента «воронка и мишень»? Ответ заключается в том, что в основе таких экспериментов лежат два фундаментальных предположения. Одно из них таково: воронку действительно можно установить точно над целью или над любой другой точкой. Второе: процесс, дающий отклонение от цели, находится в статистически управляемом состоянии. Если последнее предположение не удовлетворено, тогда мысли, высказанные в статье Франка Граббса (ссылку см.: Out of the Crisis, p. 329), будут соответствовать ситуации. Деминг замечает, что работа Граббса — это не решение для эксперимента «воронка и мишень». Это вовсе не так. Предложение Граббса как раз и есть решение проблемы, возникающей в случае отсутствия в системе статистической устойчивости. С другой стороны, если второе предположение неверно, а первое хоть как-то выполняется, правило 2 может давать лучший результат, чем правило 1, т.е. может быть относительно полезным, вести настройку по результатам исследовательских наблюдений. Так, в частности, если среднее процесса изменяется в некоторых пределах непредсказуемым образом, правило 2 позволяет отслеживать его особенности. Такое отслеживание не будет полностью безнадежным, если среднее изменяется на небольшую величину между шагами. Примером такого «гуляния» среднего как источника особых причин вариаций служит старение катализаторов и колебания содержания металла в руде. Конечно, результат с точки зрения разброса и близко не будет так же хорош, каким он был бы, если процесс мог быть поставлен под контроль, а правило 1 — применимо. Следовательно, ключевым становится вопрос, находится ли определяющий процесс в статистически управляемом состоянии или нет. Если да, тогда правило 2 вредно, если нет — оно может быть полезным. Поэтому важный момент в изучении того, что касается реакции на происшествие, ошибки, жалобы и т.д., — будут ли они частью системы? Иными словами, вызваны ли они некоторыми исключительными особыми причинами либо мы просто имеем дело с относительно высокими или низкими значениями, которые тем не менее находятся в пределах границ контрольных карт? В первом случае действительно нужны некоторые действия для выявления причины этого особого случая, чтобы постараться предотвратить его повторное проявление. В последнем же случае прямые действия на основе этих проявлений равносильны действию компенсационного прибора из примера компании Ford. Практическую иллюстрацию правила 3 найти не так легко. Основная причина этого заключается прежде всего в том, что правило 3 просто глупо. Основываясь на той же идее, что и правило 2, оно не принимает во внимание положение, в которое был нацелен прибор перед последней попыткой. К тому же, как мы видели, применение правила 3 вызывает настолько необузданное поведение системы, что на практике такое поведение будет быстро обнаружено, и даже если его причины не вполне понятны, будет принята другая стратегия. Тем не менее проявления действия правила 3 не так уж невозможно обнаружить. Пусть мы стреляем из винтовки, и, предположим, пуля попадает на один дюйм выше цели. Не таким уж и неразумным покажется решение целиться на один дюйм ниже мишени, а не на один дюйм ниже точки, в которую прицеливались перед этим. Глупо, но вообразимо. Полезным ключом к распознаванию проявлений действия правила 3 может быть наблюдаемое поведение системы, т.е. увеличивающаяся нестабильность с дикими скачками то в одну, то в другую сторону. Так как подобное поведение нежелательно, оно имеет тенденцию к проявлению только в том случае, если интервал времени, в котором протекает процесс, довольно велик. В качестве примера можно привести метания между левыми и правыми силами в политике или между свободой печати и цензурой. Учитывая, что вред, наносимый правилом 2, ограничен (это ни в коем случае не означает, что им можно пренебречь), а правило 3 проявляется достаточно редко, на практике самые серьезные проблемы может создать правило 4. Однако и оно коварно. В очень узком смысле оно и в самом деле уменьшает разброс. Если две рассмотренные выше предпосылки справедливы, то нельзя не согласиться с тем, что возможным способом минимизации среднего различия между произвольно взятыми исходами будет прицеливание воронки на точку предшествующего исхода. Но долговременный эффект такой локальной оптимизации мы уже видели на рисунке 16. Удачный способ понять, что происходит в случае действия правила 4, — это представить себе игру в «испорченный телефон», которой иногда забавляются на вечеринках. Один человек шепчет другому одно или два предложения, тот затем шепчет то, что понял, третьему и т.д. К тому времени, когда сказанное доходит до пятнадцатого или двадцатого игрока, оно становится весьма отличным от того, каким было вначале. Деминг приводит три примера действия правила 4 на стр. 329-330 Out of the Crisis. Первый — это оператор, который старается достичь однородности, пытаясь сделать каждый предмет таким же, как предшествующий. Второй случай, непосредственно связанный с первым, — практика подбора цветов, когда каждая партия материала, или краски, или обрабатываемой фотопленки подбирается как можно более близко к предшествующей партии. Третий пример — практика обучения рабочего рабочим. Люди, участвующие в рабочем процессе, обучают новенького. Через три дня он уже «ветеран» и считается уже вполне готовым к обучению других новичков, которые, в свою очередь, через несколько дней обучают новое поколение. Почему так делается? Одна из причин очевидна: это дешево. Вспомним пункт 4 из четырнадцати пунктов: «Менеджеры заняты копеечными делами, они игнорируют огромные потери». Извинительна в принципе (хотя и не на практике) та причина, что существует общая уверенность, будто тот, кто делает определенную работу, знает ее лучше, чем кто-либо другой. Так оно и есть по отношению к некоторой части этой работы. Но частичное знание — это неправильно, неверно. Идея иметь сотрудника, обучающего других, выглядит отлично. Но с течением времени результат будет уходить все дальше и дальше от желаемого. В этом случае мы действительно применяем правило 4 и участвуем в процессе, который статистики определяют как «случайное блуждание» с удалением от цели. Практика, когда рабочий обучает рабочего, может давать еще более плохой результат, если процесс обучения требует знания методов обучения: без их знания будет возникать дополнительное отклонение от цели. И все же наихудший эффект от практики, соответствующей правилу 4, возникает на высшем уровне руководства: «Еще хуже, когда руководители работают совместно, не используя принципов глубинного знания. Основываясь на правиле 4, они удаляются в безбрежную даль, стараясь при этом изо всех сил». В заключение давайте упомянем некоторые примеры из множества, описанных в Out of the Crisis, а также приведенных на семинарах участниками или самим Демингом. Не всегда бывает ясно, какое именно из правил соответствует данному конкретному случаю. Однако ясно, что все они служат примерами того, что, какими бы разумными, на первый взгляд, ни казались некоторые подходы, в более дальней перспективе они тем не менее лишь ухудшают дело. Такие примеры, приводимые в Out of the Crisis, касаются возложения ответственности на рабочих за дефектные изделия, которые, очевидно, именно они и производят (р. 249-250); обучение языкам (р. 254-255); потребление воды в производственном процессе для очистки сахара (р. 390-391). Третьим по счету среди препятствий из главы 3 был «поиск примеров» (вред, наносимый копированием примеров, довольно пространно обсуждается в главе 16). Все они иллюстрируют действия правила 4. Наиболее знакомый пример, из новомодных, — это бенчмаркинг. Как только смысл этих идей доходит до сознания участников четырехдневных семинаров, они приводят многочисленные примеры неправильных воздействий, когда усилия в большей степени направляются на нейтрализацию последствий, чем на их первопричины, включая обвинения работников, не имеющих никакого отношения к причинам (например, перебранки с официантами по поводу плохого качества пищи, возложение вины за потерянные полотенца на горничную в гостинице). Другие предложения, инициированные отдельными нежелательными случаями, касались изменений в банковских учетных ставках; изменений в методах техники безопасности или системы охраны, прогнозирования и планирования расходов, включая обязательность расходования остатка бюджетных средств в конце года под угрозой их урезания в следующем году; привязки уровня зарплаты к уровню инфляции; пересмотра учебных курсов на основе отзывов отдельных студентов; ежеквартальные перераспределения материальных затрат и усилий с целью достижения нужных для квартального отчета результатов; занижения цены по сравнению со среднерыночной; планирования предстоящего совещания на основе продолжительности предшествующего; привлечения консультантов по преодолению проявлений некоторой проблемы, а не нахождению того, почему она появляется; остановка производственной линии, как только что-то выходит за границы допусков; снятие копии с копии; установка температуры в термостате; введение торговых барьеров, распространение ядерных технологий. Эксперимент «воронка и мишень» — это отличный пример того, как очень простое средство может продемонстрировать глубокие и мудрые идеи. Не дайте этой простоте ввести вас в заблуждение: смысл, который она несет, чрезвычайно важен.  |
