CC BY
38
Gvozdyov Alexander Evgenevich, doctor of technical sciences, professor, technolo-gy@tspu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University.named after L.N. Tolstoy,
Starikov Nikolay Evgenevich, doctor of technical sciences, professor, deputy head of chair, starikov_taii@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Provotorov Dmitriy Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, prod-myt@,rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9
МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ РЕПРЕЗЕНТАТИВНЫХ ПРОБ
В.Б. Морозов, Т.Г. Морозова
Рассмотрены параметры процесса формирования репрезентативных проб. На основе комплексного эксперимента разработаны и подтверждены соответствующие методологические и технические рекомендации к процессу пробоотбора.
Ключевые слова: пробоотбор, устройства пробоотбора, репрезентативность, моделирование процесса, технологические рекомендации.
Основная цель контроля качества - гарантировать, что продукция (услуга, процесс) соответствует конкретным требованиям и является надежной, удовлетворительной и устойчивой в финансовом отношении. По сути, контроль качества предполагает проверку продукта, услуги или процесса для определения соответствия определенному минимальному уровню качества [1, 2].
Качество продукции пищевой и перерабатывающей промышленности является важнейшим, поскольку именно от него зависит состояние здоровья всех людей и их жизнедеятельности.
Качество продукции относится к числу важнейших показателей деятельности предприятия. Повышение качества пищевых и перерабатывающих производств в значительной степени определяет выживаемость и успех предприятия в условиях рынка, темпы технического прогресса, внедрения инноваций, рост эффективности производства, экономию всех видов ресурсов, используемых на предприятии.
Оценка уровня качества продукции - это совокупность операций, включающая выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции (Федеральный закон от 2 января 2000 г. N 29-ФЗ «О качестве и
14
безопасности пищевых продуктов»; ГОСТ 15467-79 «Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения»; ГОСТ 16504-81.), определение этих показателей и сопоставление с базовыми. Эту задачу осуществляет контроль, который проводит проверку соответствия объекта установленным требованиям.
Для контроля качества используют выборочный контроль с применением статистических методов обработки результатов [2, 5].
Авторы поставили цель - методологическая и технологическая оценка процесса получения репрезентативных проб.
Объектами исследования являлись процесс и технические средства [1, 4] формирования репрезентативной пробы для сыпучих материалов.
Предмет исследования - взаимосвязь конструктивных и функциональных параметров конструкции пробоотборника с репрезентативностью [5] получаемых проб.
Новизна работы определена тем, что впервые проведена оценка числа проб для достижения репрезентативности в пробоотборе.
Выпуск продукции на современном рынке довольно велик, поэтому качество выпускаемой продукции является приоритетным критерием для потребителей и соответственно для производителей. Именно поэтому необходимо выработать и понять процесс определения репрезентативной пробы, что впоследствии позволит снизить затраты на производстве.
Перед авторами работы встала задача определения параметров про-боотбора, обеспечивающих репрезентативность получаемых проб с использованием современного технологического оборудования и, как следствие, точности проводимого в дальнейшем анализа.
Параметром исследования является количество проб, взятых из контролируемого материала по различным процедурам статистического выборочного контроля [2]. Алгоритм эксперимента представлен на рис. 1.
Экспериментальные исследования базируются на механизме случайного отбора сыпучего материала из предварительно перемешанной партии [1-3]. При этом количество элементов в одной (мгновенной) пробе формируется стахостически. Проба анализируется на содержание компонентов на предметном столике с учетом их однообразного количества. Однообразность определяется цветом элемента. В условиях минимальной сопротивляемости условиям эксперимента выбрана шарообразная форма элемента. Пробоотбор осуществляется получением мгновенных проб с учетом постоянно формируемой объединенной пробы в условиях возвратной и невозвратной процедуры, с применением специальных устройств и без них [1, 4, 6].
В качестве средства исследования используются устройства пробо-отбора нештучной продукции сыпучих материалов, ковшовый пробоотборник и автоматизированные средства ЭВМ.
15
Забор материала из пробы осуществляется с помощью пробоотборника ковшового типа, огранивающего объём пробы своими геометрическими размерами. Проведенное опытное исследование показало, что средний объем пробы контролируемого в настоящей работе материала составляет 30 штук.
При использовании специализированного устройства сокращения пробы опытным путем было доказано, что средняя величина мгновенной пробы 30 штук также достигается средней величиной отбираемой пробы в девятикратном увеличении [4, 6, 7].
Предметом исследования является количество проб, взятых из контролируемого материала, которое обеспечивает соответствия процентного содержания веществ в пределах ± 5 % от стандартной величины.
Рис. 1. Алгоритм эксперимента
В качестве контролируемого сыпучего материала рассматривались одноразмерные шары трёх цветов: С - серые, Ф - фиолетовые; Р - розовые, в процентном исходном содержании: 25: 50: 25 %.
Общие результаты проведенного эксперимента сведены в табл. 1.
Исходя из табл. 1 среднее значение количества проб, обеспечивающих репрезентативность, колеблется в интервале 2 - 7. Оценка средних значений по каждому варианту пробоотбора формирует следующие рекомендации, представленные в табл. 2.
Таблица 1
Число проб для достижения репрезентативности в пробоотборе
(по объединенной пробе)
Вариант пробоотбора Измеряемые компоненты Эксперимент № начала репрезентативности Среднее значение начала репрезентативности
Без пробоотборника без возврата Фиолетовые 1 2 2
2 1
3 2
Розовые 1 1 3
2 1
3 5
Серые 1 4 4
2 3
3 5
Без пробоотборника с возвратом Фиолетовые 1 1 4
2 6
3 4
Розовые 1 6 5
2 5
3 3
Серые 1 2 5
2 1
3 11
С пробоотборником без возврата Фиолетовые 1 2 4
2 5
3 5
Розовые 1 11 7
2 3
3 5
Серые 1 11 6
2 4
3 1
Окончание табл. 1
Вариант пробоотбора Измеряемые компоненты Эксперимент № начала репрезентативности Среднее значение начала репрезентативности
Фиолетовые 1 8
2 9 6
3 1
С пробоотбор- 1 8
ником с возвра- Розовые 2 1 4
том 3 2
1 1
Серые 2 10 5
3 2
Таблица 2
Рекомендации (по объединенной пробе) к планированию эксперимента
Вариант пробоотбора Среднее значение количества проб для начала репрезентативности
Без пробоотборника без возврата 3
Без пробоотборника с возвратом 5
С пробоотборником без возврата 6
С пробоотборником с возвратом 5
В планируемом эксперименте с заранее известными начальными условиями необходимо, используя рекомендации по табл. 2, подтвердить репрезентативность объединённой пробы.
Повторно проведённые процедуры представлены на рис. 2 - 5.
Рис. 2. Экспериментальная оценка содержания компонентов Ф, Р, С в пробе (без пробоотборника, без возврата), %
Из рис. 2 - 5 видно, что разработанные рекомендации обеспечивают для различных процедур с использованием автоматизированных средств и без них обеспечить репрезентативность проб, что указывает на достоверность результатов проведённого первично исследования.
Использование устройства пробоотбора, реализующего в своём функционировании принцип совмещения операций, заключающегося в осуществлении получения и сокращения пробы [9], позволяет достичь истинных значений по параметрам качества контролируемого продукта в наименьших величинах отклонения (см. рис. 4, 5). Таким образом, автоматизированный процесс пробоотбора не только многократно снижает долю ручного труда, но и позволяет обеспечить репрезентативность пробы [5, 8] и, как следствие, точный контроль качества и последующее управление [10].
100%
^ 00% ■
10
0
ш 70% □ 60% | 50%
3 40% ■
1 30%
I
а. 20% ■
3- 10%
У
0%
11 и У 1
12 3 4 5
N5 опыты
■ Ф компонент Ер компонент ПСкомпонент
Рис. 3. Экспериментальная оценка содержания компонентов Ф, Р, С в пробе (без пробоотборника, с возвратом),%
Рис. 4. Экспериментальная оценка содержания компонентов Ф, Р, С в пробе (с пробоотборника, без возврата), %
„ 100%
1 2 3 4 Б
Мб оп ыта
Рис. 5. Экспериментальная оценка содержания компонентов Ф, Р, С в пробе (с пробоотборником, с возвратом), %
Таким образом, разработаны конкретные рекомендации пробоотбо-ра к определённому виду сыпучей нештучной продукции, выбору автоматизированных устройств формирования репрезентативных проб. Построенный алгоритм, реализованный в основном и подтверждающем экспериментах, является универсальным и может применяться для любых иных видов продукции. Это позволит обеспечить методологическую и технологическую поддержку процесса получения репрезентативных проб.
Список литературы
1. Автоматизация статистического контроля качества пищевой продукции в массовых производствах / А.С. Горелов, С.А. Лисицын, В.В. Прейс, В.Б. Морозов, Е.А. Саввина; под ред. В.В. Прейса. 2-е изд. пе-рераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 140 с.
2. Горелов А.С. Прейс В.В., Сосков В.Б. Принципы построения интегрированной системы автоматизированного статистического контроля качества машиностроительной продукции // СТИН. 2007. № 12. С. 2 - 5.
3. Горелов А.С., Прейс В.В. Методологические основы автоматизированного статистического контроля качества продукции массовых производств // Научно-технические ведомости СПб ГПУ. 2011. № 135. С. 126-133.
4. Горелов А. С., Прейс В.В., Сосков В.Б. Системы отбора и подготовки проб для автоматизированного статистического контроля качества нештучной продукции / под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 104 с.
5. Морозов В.Б. Элементы управления качеством продукции: репрезентативность проб // Материалы 3-й Международной научно-практической конференции «Современные материалы, техника и технология». 27 декабря 2013 года. Курск, 2013. С. 348 - 350.
6. Морозов В.Б., Саввина Е.А. Оценка автоматизированных технологических систем инструментального контроля параметров качества сырья и продукции АПК // Сборник научных трудов «Энергетический вестник». СПб: Изд-во СПбГАУ, 2009. С. 209 - 214.
7. Патент 2263890 РФ. Устройство для отбора проб сыпучих материалов / В.Б. Сосков, А.С. Горелов, В.В. Прейс. Опубл. 10.11.05. Бюл. № 31.
8. Сосков В.Б. Представительность процесса пробоотбора нештучной продукции // Автоматизация и современные технологии. 2005. № 7. С. 36 - 37.
9. Сосков В.Б. Принцип совмещения операций в новом устройстве отбора проб жидкостей // Вестник машиностроения. 2004. № 8. С. 84 - 85.
10. Сосков В.Б., Горелов А.С. Автоматизация процедур статистического контроля качества нештучной продукции // Вестник Курганского университета. Технические науки. Вып. 2. Ч. 2. С.125 - 126.
Морозов Владимир Борисович, канд. техн. наук, доц., qtayaramhler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Морозова Татьяна Геннадьевна, специалист, магистрант, nusichka-89@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
METHODOLOGICAL AND TECHNICAL SUPPORT TO OBTAIN A REPRESENTATIVE SAMPLE
V.B. Morozov, T.G. Morozova
Options of the process of forming a representative sample are considered. On the basis of a comprehensive experiment by appropriate methodological and technical guidance in the process of sampling are designed and supported.
Key words: sampling systems for sampling, representativity, process modeling, process recommendations.
Morozov Vladimir Borisovich, candidate of technical sciences, docent, qtay@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Morozova Tatiana Gennadjevna, specialist, master's degree, nusichka-89@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
