CC BY
56Качество в обработке материалов
( \ УДК 621.771.25: 658.562.3
Саранча С.Ю., Левандовский С.А., Моллер А.Б. ч________________________________________________________________________
( А
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК ИНСТРУМЕНТ
УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ РАСКРОЯ ПРОДУКЦИИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ СОРТОПРОКАТНОГО СТАНА
V_________________________________________________________________)
Аннотация. В современной промышленности всё большую роль играют информационные технологии (ИТ) - электронные системы проектирования, моделирования, системы управления производственными потоками, системы контроля и учета производственных ресурсов. Металлургическое производство не исключение. В сортопрокатных цехах металлургического производства существует задача, связанная с отгрузкой проката по мерным длинам. Из практики производства сортовых профилей простой формы известно, что более трети причин отбраковки продукции представляет собой немерная длина. Применение систем математического моделирования на основе использования современных ИТ способствует повышению эффективности решения подобной задачи. Обеспечение качества процесса технологии производства способствует получению качественной металлопродукции. Решенная в процессе исследования задача формирования качественного процесса раскроя для производства сортопрокатной продукции сегодня находит развитие в разработке аналогичного решения относительно фланцевых профилей.
Ключевые слова: немерная длина, незаказная длина, немера, немерный остаток, мерная длина, раскрой, варьирование площади поперечного сечения готовой продукции, сокращение потерь металла, повышение эффективности сортопрокатного производства, варьирование межвалкового зазора, информационные технологии, оптимизация технологии раскроя, сортопрокатное производство, качество процессов, качество раскроя, эффективность процессов, коэффициент выхода годного.
На сегодняшний день проблемы качества и эффективности являются весьма актуальными, особенно в свете проблемы энергосбережения. Само же понятие качества стоит понимать не только как качество материала или продукции, а более обширно - стандарт ИСО 9000 включает в определение данного термина еще и качество процесса или управления.
Современные рыночные условия требуют от сортопрокатного производства сдачу готовой продукции как в бунтах, так и мерными длинами, что ставит перед сортопрокатным производством весьма сложную задачу, а именно, задачу раскроя полосы на мерные длины с минимальным количеством брака, учитывая необходимость предварительного разделения раската для его размещения на холодильнике. В процессе раскроя полосы на мерные длины образуется немерный остаток - продукция, не соответствующая заказной длине, то есть по сути являющаяся браком.
Качество раскроя зависит от эффективности алгоритма раскроя. Фактически
существует несколько способов решающих задачу раскроя - например, способ бесконечной прокатки. Авторы статей [1-4] рассматривают 6 различных способов решения данной задачи. На основе проведенных исследований, авторы заключают, что метод варьирования площади поперечного сечения готовой продукции в пределах допустимых значений (далее Метод) является самым недорогим и универсальным.
В ходе исследований [5] было выяснено, что немерная длина в сортопрокатном производстве является наиболее весомым видом брака (рис. 1).
Диаграмма Парето показывает, что устранение брака "раскрой" (немерная длина) позволяет сократить практически на 50% количество брака в сортовом переделе.
К раскрою и связанной с ним мерной продукцией накладываются определенные требования к качеству, так например: внешними факторами являются требования заказчика к качеству в виде мерной длины и требования к качеству продукции
№2 2014
Страница 88
Качество в обработке материалов
на законодательном уровне, то есть соответствие ГОСТ.
Рис.1. Долевое распределение дефектов
Для прутковой и арматурной продукции это ГОСТ 2590-88 и ГОСТ 5781-82 соответственно. Внутренним фактором является эффективность алгоритма раскроя. Влияние внутренних и внешних факторов можно изобразить схематично (рис. 2).
Стандарт ИСО определяет не только качество процесса, но и его эффективность. Стандарт ИСО 9000:2000 определяет эффективность как соотношение дос-
тигнутых результатов и использованных ресурсов.
Рис.2. Влияние внешних и внутренних факторов на продукцию
То есть, фактически речь идет о коэффициенте выхода годного. Таким образом, коэффициент выхода годного является показателем эффективности процесса раскроя, что в свою очередь является его качеством.
Для выявления наиболее значащих факторов, влияющих на коэффициент выхода годного, была построена диаграмма Исикавы (рис. 3).
Рис.3. Диаграмма Исикавы
№2 2014
Страница 89
Качество в обработке материалов
Как показано на рисунке, наиболее значимыми факторами являются: эффективность алгоритма раскроя, масса заготовки, износ валков, точность выставления упора и точность выставления межвалкового зазора. В соответствии с этими требованиями было написано ПО для ЭВМ, которое учитывает все основные факторы [6].
Существуют следующие этапы спирали качества, предложенные Джураном [7], которая включает 14 этапов: 1- исследование рынка, 2- разработка проектного задания, 3- НИОКР, 4- составление ТУ, 5-технологическая подготовка производства, 6- материально-техническое снабжение, 7-изготовление инструмента, приспособлений, 8- производство, 9- контроль производственного процесса, 10- контроль готовой продукции, 11- испытание продукции, 12- сбыт, 13- техническое обслуживание, 14- исследование рынка.
На данный момент представленный алгоритм раскроя сортопрокатной металлопродукции прошел все 14 стадий: был исследован рынок и спрос на мерную продукцию, эффективное производство которой связано с задачей оптимального раскроя. Была проведена НИОКР на ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". Было произведено опытное производство и необходимые измерения с оценкой качества продукции. В результате продукция соответствовала и требованиям заказчика, и требованиям стандартов. Был налажен выпуск продукции по согласно новой технологической схеме. Таким образом, Метод и ПО смогли обеспечить непрерывное повышение качества и эффективности производства.
В рамках НИОКР было выяснено, что в среднем выход годного повышается с 96 до 98%, а в некоторых случаях - на крупном профиле - с 90 до 98% [2,3].
В развитие данного направления был проведен очередной анализ рынка [1,4], который выявил достаточно высокий спрос на продукцию с фланцевыми профилями сечения. Можно сделать вывод о необходимости адаптации предложенной
технологии к производству фланцевых профилей.
Список литературы
1. Саранча С.Ю., Моллер А.Б., Новицкий Р.В. Немерная длина в сортопрокатном производстве и способы ее устранения. Калибровочное бюро. 2013. №2. С.48-55.
2. Саранча С.Ю., Моллер А.Б. Применение информационных технологий в металлургическом производстве: оптимизация технологии прокатки и раскроя готовой продукции в сортопрокатном производстве. Материалы 72-й Международной Научно-Технической Конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования». Том 1. УДК 621.771.25/26: 004.94. С.139-143.
3. Саранча С.Ю., Моллер А.Б., Левандовский
С.А., Моллер Т.Ю. Повышение степени автоматизации сортопрокатного производства. Машиностроение: сетевой электронный научный журнал, 2014. Том 2, №3. С.51-54.
4. Модернизация сортопрокатного производства путем внедрения информационных технологий: решение проблемы кратности раскроя / С.Ю. Саранча., А.Б. Моллер. // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Международный сборник научных трудов. Выпуск 20. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2014. С. 6170.
5. Моллер А.Б., Тулупов О.Н., Левандовский
С.А., Кинзин Д.И., Ручинская Н.А., Саранча С.Ю., Гущина М.С., Найденова А.В., Елесина В.В., Кулакова А.Е. Отчет о НИР/НИОКР, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Финансирующая организация: ОАО
«ММК», 2013г. Номер государственной регистрации: 01201366941, УДК: 621.771.25/26.
6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013619897 /Раскрой продукции сортопрокатных станов / Саранча С.Ю., Моллер А.Б., Кинзин Д.И., Новицкий Р.В. // ОБПБТ. 2013 № 2013619897
7. Joseph M. Juran, Juran’s quality handbook. The McGraw-Hill Companies. ISBN 0-07-034003-X
References
1. Sarancha S.Y., Moller A.B., Novickiy R.V. Nemernaya dlina v sortoprokatnom proizvodstve i sposoby ee ustraneniya. Kalibrovochnoe byuro. 2013. №2. S.48-55.
2. Sarancha S.Y., Moller A.B. Primenenie
informacionnyh tehnologiy v metallurgicheskom proizvodstve: optimizaciya tehnologii prokatki i
raskroya gotovoy produkcii v sortoprokatnom proizvodstve. Materialy 72-y Mejdunarodnoy Nauchno-Tehnicheskoy Konferencii «Aktual'nye problemy sovremennoy nauki, tehniki i obrazovaniya». Tom 1. UDK 621.771.25/26: 004.94. S.139-143.
3. Sarancha S.Y., Moller A.B., Levandovskiy
S.A., Moller T.Yu. Povyshenie stepeni avtomatizacii
№2 2014
Страница 90
Качество в обработке материалов
sortoprokatnogo proizvodstva. Mashinostroenie: setevoy elektronnyy nauchnyy jurnal, 2014. Tom 2, №3. S.51-54.
4. Sarancha S.Y., Moller A.B.. Modernizaciya
sortoprokatnogo proizvodstva putem vnedreniya informacionnyh tehnologiy: reshenie problemy
kratnosti raskroya. Modelirovanie i razvitie processov obrabotki metallov davleniem: Mejdunarodnyy sbornik nauchnyh trudov. Vypusk 20. Magnitogorsk: FGBOU VPO «MGTU», 2014. S. 61-70.
5. Moller A.B., Tulupov O.N., Levandovskiy
S.A., Kinzin D.I., Ruchinskaya N.A., Sarancha S.Y., Guschina M.S., Naydenova A.V., Elesina V.V., Kulakova A.E. Otchet o NIR/NIOKR, Magnitogorskiy
gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet im. G.I. Nosova, Finansiruyuschaya organizaciya: OAO
«MMK», 2013g. Nomer gosudarstvennoy registracii: 01201366941, UDK: 621.771.25/26.
6. Sarancha S.Y., Moller A.B., Kinzin D.I., Novickiy R.V. Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registracii programmy dlya EVM №2013619897. Raskroy produkcii sortoprokatnyh stanov. OBPBT. 2013 № 2013619897.
7. Joseph M. Juran, Juran’s quality handbook. The McGraw-Hill Companies. ISBN 0-07-034003-X7. Joseph M. Juran, Juran’s quality handbook. The McGraw-Hill Companies. ISBN 0-07-034003-X
№2 2014
Страница 91
