Чому, власне, статистичні методи?

Техніка і технологія зобов’язані своїм створенням законам природничих наук. На цих законах базуються будь-які технічні розробки, що використовуються у промисловій технології з метою досягнення визначених цілей. Для прикладу, простий крайколичкувальний верстат, що використовується у технології деревооброблення. У його проектуванні і виробництві використана сукупність різних законів таких наук, як прикладна механіка, теорія електромагнетизму, термодинаміка тощо. Ці багаточисельні закони взяті як із фундаментальних природничих наук, так і з здорового глузду, запозиченого з повсякденної практики. У виробничій практиці використовується велика кількість законів: деякі з них відомі широкому загалу, інші - захищені патентами, ще інші представляють собою корпоративні секрети, відомі під загальною назвою «know-how». Розумне застосування всіх вище перелічених законів забезпечує виготовлення виробів, що виконують певну функцію.

Завдяки стрімкому прогресу технічної думки, що пов’язаний із успіхами у різних галузях, починаючи від меблевої і деревообробної промисловостей і закінчуючи ракетобудуванням, складається враження, ніби кожне явище є осмисленим. Нажаль, більшість явищ ще не є зрозумілими. Наприклад, неможливо достатньо точно передбачити, де саме опиниться звичайний аркуш паперу, що падає з деякої висоти. Це завдання, що тільки здається надзвичайно простим, ми не можемо розв’язати і на початку третього тисячоліття. Тому, не буде перебільшенням сказати, що ніхто не знає, буде конкретний метод проектування і виготовлення виробу дійсно необхідним і достатнім для забезпечення його використання у різних ситуаціях. У цьому випадку надзвичайно важливою справою є не тільки використання існуючих законів, але й відкриття нових. Саме тому важко переоцінити значення експериментальних досліджень, що проводяться у лабораторних чи виробничих умовах.

Про відкриття закону свідчить той факт, що виявлено явище, яке безумовно відбудеться за певних умов (основна умова, яка відрізняє закон від явища – відтворюваність). Таким чином, відкрити закон, який може бути використаний для нескінченого числа ситуацій, маючи у розпорядженні обмежене число чинників – складне завдання. Мало того, навіть якщо нам доступно стільки факторів, скільки необхідно, існує багато можливих варіантів їх інтерпретації та пояснення. Для того, щоб із декількох гіпотез вибрати істинну, необхідно зібрати додаткові факти або штучно створити можливість для експериментальної перевірки.

У технології деревооброблення така картина спостерігається дуже часто. Наприклад, на основі законів термодинаміки можна розрахувати необхідну температуру і тривалість сушіння заготовок з масивної деревини до рівноважної вологості. Однак, використати ці залежності для великої кількості заготовок проблематично, оскільки у кожної з них відмінна початкова вологість, товщина, теплофізичні властивості тощо. Тому для забезпечення відтворюваності результату необхідні додаткові експериментальні дослідження із застосуванням статистичних методів. Аналогічно на основі законів механіки та фізики можна розрахувати величину сили різання, необхідну для бездефектного оброблення, але не можна стверджувати, що саме ці математичні залежності, отримані на основі законів із природничих наук, можна застосувати для масового виробництва у реальних умовах підприємства. Загалом можна констатувати, що необхідність застосування статистичних методів у технології деревооброблення спричинена наявністю матеріалу природного походження, властивості якого є мінливі, а характер зміни властивостей – часто випадковий. Тому дуже важливо розглядати явища, виходячи із статистичних позицій.

1. Більше довіряти конкретним фактам, а не абстрактним ідеям.

2. Виражати факти у кількісній формі, що безпосередньо пов’язано із використанням конкретних процедур вимірювання, а не за допомогою слів і емоцій.

3. Усвідомлювати, що спостереження проводяться над частиною цілого і їх результати містять помилки і відхилення.

4. Приймати стійку тенденцію, що виявлена у результаті багаточисельних спостережень, як надійну інформацію або знання.

Прийнято вважати, що основні причин невдач у виробництві – недосконала робота і неповні знання (можливо, це основні причини усіх світових проблем). У випадку неповноти знань існує дві ситуації: люди визнають і не визнають факт неповноти знань. Більш «трагічним» є варіант, коли такого усвідомлення немає, оскільки будь-який працівник, що усвідомлює нестачу знань, здатний (більше того, мотивований) провести додаткові дослідження або експеримент з метою встановлення істини чи виявлення того, чого він не розуміє. Якщо ж люди безпідставно впевнені у своїй правоті, то вирішувати проблеми надзвичайно складно.

У широкого загалу сформована думка про статистику, що базується на викривленнях і спотвореннях, притаманних радянській командно-адміністративній системі, на відомій оцінці здоров’я пацієнтів за середньою температурою у лікарні, на відомому вислові Уїнстона Черчеля про те, що існує «брехня», «велика брехня» і статистика. Можна стверджувати, що цей висновок, який часто зустрічається на побутовому рівні, прийнятий на основі певних деталей, а не на основі цілісної комплексної системи знань. Загалом - це більше емоційне твердження, ніж логічний висновок. У випадку застосування статистичних методів висновок приймається тільки на основі повного (репрезантаційного) масиву спостережень.

Прикладом емоційного висновку можуть слугувати ток-шоу на телевізійних каналах. Ведучий такої програми часто задає питання глядачам у студії із царини економічного чи політичного життя, а редакційна група програми здійснює «вуличне» опитування. З позицій наукового дослідження, таке опитування немає змісту, оскільки більшість висновків здійснюється на інтуїтивному рівні. Відповідь на питання на основі достовірної інформації може дати тільки експерт – людина, що займається глибоким і об’єктивним вивченням і аналізом питання у даній сфері. Хоча і тут є проблеми. По-перше, важко визначати необхідний обсяг інформації для аналізу і прийняття рішення. Недостатність такої інформації (апріорних даних, спостережень) неминуче призводить до спотворення у процесі прийняття рішення. По-друге, завжди існуватиме можливість різноманітної інтерпретації отриманих результатів. По-третє, для гарантії об’єктивності експерт мав би бути незалежним. Натомість, у разі методично вірного застосування статистичних методів вище перелічених недоліків можна уникнути.

Якщо об’єктом дослідження є не природні явища, а виробничі процеси, можна говорити про статистичний контроль якості. Принципової різниці між використанням природничих наук і статистичного контролю якості немає, оскільки в обох випадках об’єкт досліджень розглядається з точки зору природничих законів. Однак, якщо природничі науки обмежуються розумінням законів, то за допомогою статистичного контролю якості здійснюється спроба створення нових матеріальних цінностей: виробництво продукції, що відповідає вимогам споживачів, найбільш оптимальним (із забезпеченням максимуму економії та екологічних вимог) шляхом. Характерною особливістю статистичного контролю якості є використання знання не тільки для розуміння об’єктів дослідження, але й для розроблення заходів із підвищення якості.