Управление качеством изготовления сложнопрофильных поверхностей с использованием контрольных карт Шухарта

Управление качеством изготовления сложнопрофильных поверхностей с использованием контрольных карт Шухарта

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНТРОЛЬНЫХ КАРТ ШУХАРТА

Драчев А.Н. (ХК Ленинец)

Основной задачей производства является обеспечение качества выпускаемой продукции. Контроль точности геометрических параметров является обязательной составной частью контроля качества. Для того чтобы обеспечить массовый выпуск бездефектной продукции применяются методы статистического контроля качества. Наибольшую сложность при измерении формы деталей представляют сложнопрофильные поверхности. Так, при производстве антенных отражателей погрешность изготовления составляет ±(0,003-0,006)λ0 что в абсолютном значении составляет 0,005-0,02мм.

Одним из комплексных средств измерений, применяемых в современном производстве, являются автоматизированные координатно-измерительные машины (КИМ) стационарного и мобильного типов. Их измерительные системы позволяют проводить измерения с погрешностью 0,5 - 2 мкм/м, что полностью удовлетворяет требованиям к точности на машиностроительном и приборостроительном производствах.

Состояние технологического процесса можно характеризовать величиной среднего квадратического отклонения σ, т.е. величиной среднего отклонения данного показателя для одной детали от фактического общего среднего по многим деталям. Считалось, что технологический процесс удовлетворителен, если в допуске помещается ±3σ, а центр настройки находится в центре допуска. При этом если распределение показателя нормальное, такой процесс обеспечивает 99,73% годных изделий по данному показателю качества. Однако следует стремиться к такой технологической точности процессов, при которой в допуске помещается ±6σ, а величина отклонения центра настройки от центра допуска не превышает 1-1,5σ.

Технологические процессы подвержены изменчивости - отклонениям от заданных значений, всегда существует разброс по любому измеренному показателю качества.

Причины изменчивости разделяют на обычные и особые. К обычным причинам относятся источники изменчивости, которые имеют стабильное и повторяемое распределение во времени (свойства сырья, нестабильность работы оборудования, квалификация и индивидуальные особенности персонала). Источником такой вариации является сама производственно-технологическая система. Процесс, в котором присутствуют только обычные причины изменчивости, является статистически управляе-мым. Если имеют место только обычные причины вариации, то результаты процесса образуют распределение, которое является стабильным во времени и предсказуемым.

Особые причины действуют на процесс появляются не регулярно (ошибки оператора, сбой настройки, нарушение режимов). Это неслучайные причины, они обусловлены вмешательством в систему внешних факторов, не принадлежащих системе. Если они возникают, то вызывают изменение распределения. Если все особые причины изменчивости не идентифицированы и не устранены, они будут влиять на выход процесса непредсказуемым образом. Результат процесса при этом нестабилен во времени. В этом случае следует вмешаться в процесс, выделить эти причины и устранить (если они вредны), либо сделать частью процесса (если они полезны). Такие причины изменчивости могут быть обнаружены с помощью приемов статистического управления процессами.

Задачей статистического управления процессами является отыскание особых причин, которые нарушают стабильное течение процесса. Такие факторы, если они будут обнаружены, в дальнейшем должны быть устранены или заблокированы в производстве. При этом улучшится стабильность технологического процесса и будет снижен уровень несоответствий.

Для эффективного управления изменчивостью нужно иметь средство определения особых причин. Для решения этой задачи можно применять различные методы. Наиболее универсальными и удобными являются контрольные карты, которые были впервые разработаны и применены доктором Уолтером Шухартом в компании Bell Laboratories в 20-х годах 20 века. Он впервые разграничил контролируемую и неконтролируемую изменчивость, разработал простой, но мощный инструмент для такого разделения - контрольную карту. Контрольные карты эффективно концентрируют внимание на особых причинах, когда они появляются и отражают влияние обычных причин изменчивости.

Контрольная карта представляет собой график, на который наносится определенная характеристика каждой выборки (например, среднее значение). Обязательным элементом являются контрольные границы UCL - верхняя контрольная граница, и LCL - нижняя контрольная граница.

Контрольные границы на карте располагаются таким образом, чтобы для процесса, на который влияют только обычные причины изменчивости, наносимые точки почти никогда не выходили за границы. Если точки на карте выходят за пределы контрольных границ, это признак того, что появилась особая причина. На этом и основана работа с контрольными картами. Контрольные границы на контрольных картах никак не связаны с допуском, они определяются характеристиками процесса и для каждого процесса будут свои уникальные контрольные границы.

Карты по количественному признаку могут объяснить поведение процесса как с точки зрения изменчивости (изменения от изделия к изделию), так и сточки зрения среднего (настройки) процесса. В связи с этим контрольные карты по количественному признаку, как правило, анализируются попарно. Наиболее распространенная пара карт - карта средних значений и карта размахов.

Если на процесс не влияют особые причины, то точки на контрольной карте будут расположены между контрольными границами случайным образом. Выход одной или нескольких точек за пределы границ является свидетельством появления особой причины. Другие признаки появления особых причин:

серия из 7 и более точек последовательно возрастает или убывает;

серия из 7 и более точек выше или ниже средней линии;

примерно 2/3 точек должны лежать внутри средней трети полосы между контрольными границами.

При каждом указании на особую причину на контрольной карте следует провести анализ процесса, с целью определения причин и улучшения процесса, предотвращения повторения особой причины.

Таким образом, на основе проведенного анализа полученных результатов измерений могут быть вынесены рекомендации по корректировке технологического процесса, и, в конечном итоге, увеличен процент выпуска продукции, удовлетворяющей требованиям качества.

технологический точность автоматизированный контрольный

1.ГОСТ Р 50779.40-96 (ИСО 7870-93) Контрольные карты. Общее руководство и введение.

2.SPC. Руководство. Корпорация Крайслер, Форд Мотор компании, Дженерал Моторс Корпорейшн. Пер. с англ. Н. Новгород, СМЦ Приоритет, - 1996, 170с.