Судьбы великих идей редко бывают счастливыми. Контрольные карты – не исключение. Можно даже сказать, что это идея с особенно неудачной судьбой. Судите сами. В 1923 году Уолтер Шухарт, сотрудник «Лабораторий Белла», обнаружил, казалось бы, очевидную вещь. Он понял, что всё на свете вариабельно. Вы скажете, что ещё Гераклит, бог знает как давно, сказал, что «нельзя дважды войти в одну реку». Верно. Но Шухарт пошёл дальше, он выяснил, что у разных систем вариабельность разная, что она, как бы представляет собой одно из самых важных, самых фундаментальных, свойств всякой системы. С помощью вариабельности можно различать системы так, как различают людей по отпечаткам пальцев.

Но это, если системы не меняются существенно, а остаются относительно стабильными во времени.  Так что выходит, что отпечатки пальцев – более стабильная характеристика человека, чем вариабельность – характеристика системы.Хоть и не хочется, но нам не обойтись без попытки определения термина «система». Таких определений «тьма тьмущая». Поэтому выберем для нашего случая что-нибудь близкое к определениям Э. Деминга, например: «система есть совокупность некоторых элементов, компонентов, подсистем (выберите, что вам нравится), работающих на общую цель».

Из того, что обнаружил Шухарт следовало, что  никакие результаты не имеет смысла представлять дискретными значениями, поскольку без учёта вариабельности сами по себе они ничего не значат. Более того, они легко могут ввести в заблуждение. Знали ли это до Шухарта? Конечно, люди понимали, что имеет место «естественная ошибка измерения». Только они не связывали её со свойствами системы. Ошибки рассматривались как досадная помеха, которая мешает нам узнать «чистую истину». Именно Шухарт показал, что это вовсе не так. Напротив, вариация как раз и представляет «истинное свойство всякой системы». Казалось бы, это открытие должно радикально изменить правила представления информации во всех сферах человеческой деятельности, или, хотя бы, в научных публикациях.

Но посмотрите научные журналы за последние 90 лет. Найти указание элемента неопределённости будет редкой удачей. Лишь сравнительно недавно такая практика была узаконена в некоторых областях научных исследований, таких как измерения, например, в аналитической химии. Вы можете ещё привести в пример принятые стандарты медицинских публикаций. К сожалению, очень часто указанные в них оценки неопределённости при ближайшем рассмотрении выглядят как пародии: они опираются на предпосылку о нормальном распределении изучаемой характеристики, которая, как правило, весьма далека от действительности, да, к тому же, и не проверяется. Логика понятна. Если вы занимаетесь изучением «сути» какого-то очень важного и очень тонкого вопроса, то стоит ли отвлекаться на какие-то второстепенные детали,тем более, что они не по вашей части? Ответ ясен.

Почему же прогресс идёт так медленно, почему мы оказываемся не готовы к переменам даже в тех случаях, когда в их целесообразности нет сомнения? Вряд ли мы найдём простой ответ на этот простой вопрос. Я думаю, что одно из самых важных обстоятельств заключено в системе образования. В её неизбежной инертности. Но только ли это? Вот, например, идея разделения труда была впервые опубликована Адамом Смитом в 1776 году и после этого его книга «Исследование о природе и причинах богатства народов» много раз переиздавалась. А первые практические реализации этой идеи относятся только к рубежу девятнадцатого – двадцатого веков, к работам Генри Форда младшего, связанным с массовым производством автомобилей. Что же делали люди век с четвертью? Почему они не сразу взялись за разделение труда? Ведь аргументы Смита были весьма убедительными, а сама реализация вовсе не требовала значительных капиталовложений. Или люди не хотят жить лучше? Может быть идеи возникают заранее, чтобы люди смогли с ними свыкнуться, приладиться, примириться? Много вопросов и совсем нет ответов.

А в случае контрольных карт прошло всего около 90 лет, нет даже века, может рано волноваться? Поговорим лет через пятьдесят? В конце концов, мы же не сидим и не ждём, когда на нас обрушится очередная революционная идея. У всех свои дела, заботы. Даже если мы первыми прочли об этом, да ещё сразу поняли величие новой идеи, что само по себе мало вероятно, и то, вряд ли мы сразу займёмся её воплощением в жизнь. («Всё надо продумать и взвесить, обсудим всё лет через десять»).

Кроме того, новизна всегда нас пугает из-за резкого роста неопределённости и соответствующих рисков, измерить которые часть сразу не представляется возможным. Вот и получается, что мы теряем годы, прежде, чем оказываемся готовыми к реализации новых идей. Есть и ещё одно важное обстоятельство: идеи никогда не приходят в одиночестве. За ними тянется длинный шлейф неизбежных последствий. И в нашем случае такой шлейф налицо. Дело в том, что Шухарт не остановился на констатации вариабельности мира. Если вариабельность – имманентное свойство системы, то её изменения, особенно резкие, должны нести информацию о каких-то событиях, происходящих в системе или вокруг неё. Почему бы не воспользоваться этой информацией? Но, как? Первое, что приходит в голову – оценить вариабельность количественно и организовать её мониторинг во времени. Конечно удобнее всего сделать оценку и мониторинг наглядными. Тем более, если учесть, что в то время компьютеры ещё не были в ходу и все вычисления приходилось выполнять практически «голыми руками». Поэтому Шухарт предложил строить простой график: по горизонтальной оси – время, в том или ином виде, редко «физическое», а по вертикальной оси – некоторый показатель, важный для нашего клиента, для нашего начальства, или для нас самих.

Теперь у нас появился наглядный простой график, рассказывающий историю системы в терминах результатов её последовательных, упорядоченных во времени, показателей. Те же самые данные, представленные в табличной форме, отнюдь не обладают такой наглядностью. Оказалось, что визуализация существенно облегчает понимание текущей ситуации. Но для удобства чтения этого графика не хватало нескольких дополнительных линий, которые могли бы его нормализовать. Первое, что приходит в голову – это построение некоторой линии, параллельной горизонтальной оси, которая в каком-то смысле усредняла бы последовательность данных. Проще всего построить среднюю арифметическую для некоторого начального набора данных.

Построив такую линию Шухарт обнаружил, что она обладает необычными статистическими свойствами. В классической статистике предполагается, что с ростом числа наблюдений среднее значение асимптотически стремится к своему математическому ожиданию, то есть к неизвестному «истинному» значению.Но у среднего карты нет никакого истинного значения, и оно никуда не стремится. Поэтому пришлось отказаться от стандартной модели и строить анализ карты на иных основаниях. Совсем не обязательно интерпретировать среднее статистически. Известны и другие интерпретации, например, механические. Тогда среднее будет просто уравновешивать «массы», сосредоточенные в результатах измерений.

Полная версия статьи