CC BY
52
УДК 658.562.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-355-358
АНАЛИЗ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАРИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ
А.Н. Ефремов, С.В. Юдин
В статье проведен анализ применения инструментов контроля качества на ПАО «Машиностроительный завод имени М.И. Калинина», г. Екатеринбург, и представлен один из вариантов поэтапной реализации внедрения статистических методов контроля качества в гальваническом производстве на предприятии.
Ключевые слова: качество изделий, статистические методы, инструменты контроля качества, гальваническое производство, метод прогнозирования качества покрытий.
Динамика развития мировой экономики требует от ее участников постоянного улучшения выполняемых процессов. Реалии современного мира - отсутствие технических барьеров в торговле, распределении труда ведет к тому, что успешность того или иного участника рынка определяется его способностью соответствовать требованиям потребителя и иных заинтересованных сторон. В этой связи наличие у предприятия системы управления этой способностью во многом предопределяет ее выживание и развитие. Обладая знаниями в области управления качеством, сотрудники предприятий имеют возможность создать систему устойчивого роста и развития своего предприятия через удовлетворение и предвосхищение требований потребителя. Но прежде чем осуществлять это улучшение, необходимо знать, как функционируют процессы в настоящее время [1].
Процессы и их результаты могут оцениваться с помощью различных показателей качества (производительность, стоимость, надежность и т.д.), но организация тогда будет иметь преимущество, когда эти показатели стабильны во времени и отвечают всем установленным требованиям.
Под стабильностью процесса понимают свойство обеспечивать постоянство закона распределения вероятностей его параметров в течение определенного времени. Точность процесса - свойство обеспечивать близость действительных и заданных значений показателей качества, характеризующих результат процесса [2].
Под действием различных факторов значения этих характеристик могут изменяться во времени. Поэтому для принятия правильных управленческих решений важно не только знать, но и прогнозировать на будущее способность процессов получать результат, удовлетворяющий требованиям самой организации или ее потребителей.
В данном контексте для прогнозирования точности и стабильности технологических процессов могут использоваться статистические методы управления качеством. Роль статистических методов управления качеством заключается не в выяснении того, что сделано «не так», не в борьбе с браком, а в предупреждении появления самих ситуаций выхода процесса из управляемого состояния, ведущих к появлению брака [2-4].
ПАО «Машиностроительный завод имени М.И. Калинина» (ПАО МзиК), г. Екатеринбург, является дочерним обществом АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», входящим в общую структуру ОПК России. Поэтому еще одним немаловажным моментом является то, что использование статистических методов регламентировано ГОСТ РВ 0015-002-2012 (пп. 8.2.3.2, 8.2.4.3, 8.4.1), требующего от организации использования методов контроля точности и стабильности технологических процессов при контроле качества продукции, а также проведения анализа результатов применения статистических методов. Кроме того, данному компоненту системы управления предприятием уделяют большое внимание при проведении сертификационных и инспекционных аудитов систем менеджмента качества (СМК) и бережливого производства (СМБП).
Применение инструментов качества на ПАО МзиК имеет единичный характер, причинно-следственная связь между дефектами и их причинами не определяется, а также корневая причина дефектов с помощью данных инструментов не выявляется. Кроме того, статистические данные по дефектам не собираются, не представляются и не анализируются с помощью
семи инструментов контроля качества. Причина этого кроется в том, что руководители и специалисты не знают основ практического применения данных инструментов и ощущают нехватку теоретических знаний в этой области, а также в отсутствии документированных форм применения семи инструментов контроля качества.
Единственным известным случаем попытки использования одного из инструментов контроля качества - контрольных карт Шухарта по количественному признаку - была предпринята в механосборочном цехе для статистического анализа и регулирования технологических процессов производства по методу выполнения обработки резанием, но продолжения работ в данном направлении так и не последовало.
К 2025 году на ПАО МзиК планируется закончить строительство нового гальванического цеха. При вводе в эксплуатацию нового оборудования и реконструкции действующего гальванического производства на ПАО МзиК встал вопрос о необходимости адаптации существующих технологий нанесения покрытий к новым условиям производства с целью повышения качества выпускаемой продукции, соответствующей требованиям потребителей. Подбор рациональных и экономичных режимов нанесения покрытий в промышленных условиях является весьма проблематичным и экономически не оправданным. Это связано с необходимостью приостановки действующего производства, а также сложностями переналадки технологического оборудования. В связи с этим при установлении технологических режимов целесообразным является разработка метода прогнозирования качества получаемых покрытий при различных условиях производства на основе применения статистических методов. Создание такого метода является актуальным направлением работы, так как во многом позволит обеспечить снижение материальных затрат как на подготовку производства, так и само производство, а также будет способствовать уменьшению потерь металла, связанных с появлением бракованной продукции.
Для создания такого метода необходимо реализовать следующие этапы.
Первым этапом работы является анализ стабильности и точности процессов существующих технологий гальванического цеха на основе контрольных карт и индексов воспроизводимости. С этой целью необходимо:
1. Выбрать показатели качества (согласно [5] они различны для отдельных видов покрытий).
2. Определить характеристики показателей качества посредством испытательного оборудования и средств измерений гальванического цеха и лаборатории экспресс и паспортного анализа.
3. Провести анализ методов изготовления деталей до нанесения покрытий. Определить параметры, влияющие на показатели качества различных покрытий: марка материала; термическая обработка; предварительная обработка перед покрытием (абразивная обработка; операции мойки; механическая обработка; операции сварки и т.д.).
4. Провести анализ и сравнение руководящих документов различных переделов ПАО МзиК с требованиями, предъявляемыми к поверхности основного металла до нанесения покрытия согласно [5].
5. Провести расчет и построение контрольных карт для различных показателей качества и их анализ для существующих технологий гальванического цеха.
6. Выявить несоответствия показателей качества технологических процессов гальванического производства ПАО МзиК.
На втором этапе по результатам анализа контрольных карт проводится анализ причин несоответствий с помощью диаграммы Парето. Диаграмма Парето предназначена для выявления основных причин появления несоответствий, дефектов и факторов, влияющих на качество продукции, экономические показатели предприятия и прочее. Подавляющее число дефектов и связанные с ними потери возникают из-за относительно небольшого числа причин. Парето сформулировал правило 20/80, т.е. 20% причин дают 80% следствий. На выходе диаграмма Парето выявляет главную проблему в снижении качества продукции [6].
На основании диаграммы Парето строится причинно-следственная диаграмма Исика-вы. Задача экспертизы с помощью данного метода - найти тот самый фактор, снижающий качество. При построении диаграммы Исикавы необходимо выделить общепринятые факторы, которые часто обозначают «4К»: качество труда, качество документации, качество средств труда, качество предметов труда. Каждый фактор разделяется на причины и для всех причин экспертным путем определяется весовой показатель [6].
На третьем этапе на основе анализа Парето и диаграмм Исикавы проводятся опытные работы по улучшению и совершенствованию технологических процессов. А именно: устраня-
ется или сводится к минимуму влияние основных причин, начиная с самой значимой. После устранения каждой причины заново строится диаграмма Парето и оценивается эффективность принятых мероприятий.
Использование статистических методов - простая и ясная концепция, применение которой позволит предприятию существенно упорядочить свою деятельность по управлению качеством и повысить эффективность этих действий.
В дальнейшем, для снижения материальных затрат на проведение опытных работ и затрат на проведение контроля предусматривается выполнение четвертого этапа, который заключается в создании информационно-математической модели (программный пакет), позволяющей прогнозировать качество получаемого покрытия и проводить необходимые корректирующие действия при введении данных, отраженных в контрольных картах.
Созданная модель позволит решать следующие задачи:
1. Минимизировать возможные несоответствия покрытий во время течения технологического процесса на основе анализа контрольных карт.
2. Давать рекомендации о необходимости корректировки электролита по основным компонентам без трудоемкого отбора проб электролита для анализа.
3. Прогнозировать качество получаемого покрытия.
4. Прогнозировать оптимальные технологические параметры ведения технологического процесса.
5. Предложить оптимальное геометрическое расположение деталей в ванне для равномерного распределения толщины металла по поверхности.
После создания и апробации данного метода предполагается разработка методики по использованию метода прогнозирования качества покрытий на ПАО МзиК и провести обучение персонала по правилам пользования данным продуктом.
Предложенные рекомендации позволят предприятию наладить регулярную, системную работу по развитию процессов качества и СМК, и снизить затраты на обеспечение качества. Процесс обеспечения качества станет дешевле и достовернее, что в итоге позволит увеличить скорость реагирования на нужды заказчиков и в целом качество производимых изделий.
Список литературы
1. Драчев О.И., Жилин А.А. Статистические методы управления качеством: учебное пособие. Старый Оскол: ТНТ, 2019. 148 с.
2. Статистический анализ стабильности и точности процессов на основе контрольных карт: учебное пособие / Ю.М. Быков [и др.]. Старый Оскол: ТНТ, 2018. 104 с.
3. Управление качеством в машиностроении: учебное пособие / А.Ф. Гумеров [и др.]. Старый Оскол: ТНТ, 2019. 168 с.
4. Тавер Е.И. Введение в управление качеством: учебное пособие. М.: Машиностроение, 2013. 368 с.
5. ГОСТ 9.301-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования. М., 1986.
6. Управление качеством. Современные статистические методы контроля и управления качеством продукции в производстве / С.В. Юдин, С.Н. Остапенко, В.Б. Протасьев, А.С. Кривов, В.П. Гурьянов, А.С. Юдин, М.В. Волков, Г.В. Палихов; под ред. проф. С.Н. Остапенко. М., 2020. 184 с.
Ефремов Андрей Николаевич, аспирант, начальник бюро (технического контроля), andrey_effremuss@mail.ru, Россия, Екатеринбург, ПАО «Машиностроительный завод имени М.И. Калинина»
Юдин Сергей Владимирович, д-р техн. наук, профессор, svjudin@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова
EVALUATION OF THE PRACTICAL APPLICATION OF QUALITY CONTROL TOOLS
AT A MACHINE-BUILDING PLANT
A.N. Yefremov, S.V. Iudin 357
The article analyzes the application of quality control tools at the Machine-building plant named after M.I. Kalinin, Yekaterinburg, and presents one of the options for the step-by-step implementation of the statistical methods introduction in electroplating production.
Key words: product quality, statistical methods, quality control tools, electroplating production, prediction method of the coating quality.
Yefremov Andrey Nikolaevich, postgraduate, head of the bureau (technical control), andrey_effremuss@,mail. ru, Russia, Yekaterinburg, Machine-building plant named after M.I. Kalinin,
Iudin Sergey Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, svjudin@rambler. ru, Russia, Tula, Plekhanov Russian University of Economics, Tula branch
УДК 669.087
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-358-362
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИТЕЙНЫХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЧУГУНОВ
А.В. Анцев, С.С. Амиров, А.И. Вальтер
Показана связь между структурой металлической основы и формой и размерами включений графита. Установлено, что качество высокопрочных чугунов при получении требуемой марки подразумевает эквивалентный баланс соотношения перлита и феррита, а также степени сфероидизации графита в структуре чугуна. Исследовано влияние содержания кремния на механические характеристики и литейные свойства высокопрочных чугунов.
Ключевые слова: высокопрочный чугун, чугун с шаровидным графитом, качество, модификатор, металлический магний, металлическая основа, феррит, перлит, аустенит.
До настоящего времени чугун остается одним из наиболее широко используемых материалов современного машиностроения. Не уступая по прочности и пластичности многим сталям, чугун при этом обладает целым рядом преимуществ: повышенной жидкотекучестью и меньшей усадкой, высокой износостойкостью и демпфирующей способностью. Кроме этого, себестоимость чугунных отливок в 1,5-2,5 раза меньше, чем стальных.
Серый чугун - это дешёвый и наиболее широко применяемый в машиностроении, сантехнике, строительных конструкциях вид чугуна. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. В зависимости от формы графитных включений серые чугуны классифицируются на:
- чугун с пластинчатым графитом;
- чугун с хлопьевидным графитом (ковкий чугун);
- чугун с шаровидным графитом (высокопрочный чугун);
- чугун с вермикулярным графитом.
Для получения литейных высокопрочных чугунов с шаровидным графитом и необходимыми механическими свойствами необходимо установить связь между структурой металлической основы и формой и размерами включений графита, учитывая, что влияние графита в наибольшей степени определяется его формой. Микроструктура чугунов с пластинчатым, вер-микулярным и шаровидным графитом в процессе поэтапного изменения шаровидного графита, полученная на микроскопе МИМ-8М, приведена на рис. 1.
Серый чугун с пластинчатой формой графита (СЧПГ) при любой структуре металлической основы (ферритная, феррито-перлитная, перлитная) имеет практически нулевое относительное удлинение на разрыв, однако на практике, как правило, используется серый чугун с перлитной структурой, обеспечивающей наилучшую прочность и износостойкость (марки СЧ25, СЧ30).
