CC BY
54
УДК 658.562.012.7 УДК 629.113
А. Н. Шулюмова, В. Р. Мингазова, О. А. Муллаянова, Н. Н. Умарова
ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА SPC К УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ ПАО «КАМАЗ»
Ключевые слова: управление качеством, анализ процессов, SPC-метод, комплектующие изделия.
Проведен SPC-анализ процесса изготовления ступицы рулевого колеса. Выявлено, что процесс - статистически неуправляемый, однако показатели возможности процесса высоки и ожидаемый уровень несоответствующей продукции ниже 70 ppm. Продемонстрирована эффективность усилий персонала предприятия по улучшению состояния технологического процесса. Рекомендовано увеличить периодичность контроля за процессом и сократить объем мгновенной выборки.
Keywords: quality management, process analysis, SPC-method, components.
There was сonducted SPC analysis of manufacturing process of the steering wheel hub. Found that the process is don 'tcontrol statistically, however, the capability process indexesare high and the expected level of nonconforming products below 70 ppm. There is demonstrated the effectiveness of the efforts ofplant personnel to improve the state of the process. Recommended to increase the frequency of monitoring process and can reduce the instant sample size.
Введение
Внедрение системы управления качеством в 1980-1990 гг. помогло многим компаниям пересмотреть процесс производства продукции и избежать многомиллионных затрат, связанных с изготовлением бракованной продукции. Сейчас, не только промышленные, но и сервисные компании в своей работе используют современные методы, средства и инструменты управления качеством. Одним из таки-хинструментов является SPC-анализ (статистическое управление процессами) [1-4].
В соответствии с методикой SPC для показателей качества продукциипроводят статистический ана-лиз,включающий построение контрольных карт Шухарта, определение показателей процесса, оценку уровня несоответствующей продукции.
Грамотное построение контрольных карт, методология применения которых представлена в комплексе стандартов ГОСТ Р ИСО 7870, их анализ и расчетиндексов воспроизводимости и пригодности процесса требует определенных знаний, в связи с чем многие производители боятся внедрять их на производство. Однако некоторые промышленные предприятияобязаны применятьстатистические методы контроля, например, ООО «Икар Лтд» применяет метод SPC-анализа в соответствии с «Руководством по обеспечению качества поставщиков» от ПАО «КАМАЗ».
Система менеджмента качества ООО «Икар Лтд», осуществляющего производство и поставку комплектующих на конвейеры одного из ведущих предприятий российской автомобильной индустрии, должна быть сертифицирована на соответствие требованиям ISO/TS 16949. Степень внедрения требований ISO/TS 16949 и руководства проверяется аудиторами ПАО «КАМАЗ».
В настоящее время годовой объем поставок для ПАО «КАМАЗ» составляет ориентировочно 1500 рулевых колес. Предприятие выпускает комплектующие изделия в зависимости от графика поставок.
Цикл производства рулевого колеса, представленного на рис. 1, начинается с его дизайна. Основу изделия составляет металлический каркас, который в свою очередь разделен на ступицу (3), силовую спицу (2) и обод (1). Именно эти элементы обеспечивают прочностные характеристики руля. После окончания проектирования изготавливается опытно-промышленная партия для проверки эксплуатационных характеристик и устранения замечаний. Производство включает в себя изготовление обода из стального квадратного проката на специализированном оборудовании, обработку штампованной спицы и присоединительной ступицы, которые в дальнейшем свариваются в среде сварочных газовых смесей с применением роботизированного комплекса на основе промышленного робота Fanuc. После прохождения проверки качества соединений, готовый силовой каркас руля поступает в цех заливки. Заливочный комплекс по производству рулевых колес с использованием интегрального пенополиуретана включает в себя дозирующую реакционную машину высокого давления Неппеске с использованием специализированных комплектов формообразующей оснастки. Все технологические операции соответствуют процессу, разработанному на предприятии, и контролируются в автоматическом режиме. В дальнейшем полученное изделие подвергается ручной обрезке для устранения технологических излишков. Конечный контроль качества и складирование готовой продукции завершает процесс изготовления рулевых колес перед отправкой заказчику.
Рис. 1 - Каркас колеса рулевого управления
Для изготовления колеса рулевого управления предприятие закупает у поставщика ступицы, делает
на них протяжку и при помощи калибра контролирует такие параметры, как: соосность, конусность, шлицы и высота. В соответствии с требованиями ТУ высота ступицы является ключевым параметром, должна находиться в пределах (42,19 ± 0,31) мм и замеряться штангенциркулем с классом точности 0,01. Именно по этому показателю службой качества предприятия с 2015 г. организованы и ведутся работы по внедрению и применению метода SPC - статистического управления процессом изготовления ступицы.
Экспериментальная часть
В данной статье приведены результатыизмерения высоты ступицы каркаса за период февраль 2015 г. -ноябрь 2016 г. Построение и анализ контрольных карт происходит один раз в квартал, то есть четыре раза в год. В результате всего былопостроено 8 контрольных карт, в каждую из которых было занесено по 120 измерений.
Первоначально проводят анализ процесса на управляемость. Как известно, процесс находится в статистически управляемом состоянии, если изменчивость вызвана только случайными причинами. При определении этого приемлемого уровня изменчивости любое отклонение от него считают результатом действия особых причин, которые следует выявить, исключить или ослабить [5].
Анализ контрольных карт показал, что процесс находится в статистически неуправляемом состоянии. Для наглядности проанализируем контрольные карты, построенные с помощью измерений, сделанных в мае 2015 г.
Рис. 2 - Результаты ст-карты и S-карты за май 2015 г.
Карты, изображенные на рис. 2, показывают, что процесс не находится в статистически управляемом состоянии на требуемом уровне, поскольку есть последовательность из 4 точек, лежащих ниже центральной линии на S-карте, которые ведут себя неестественным образом. Действуют особые причины, из-за которых при каждом пятом испытании значения результатов измерений одинаковы. В этих точках процесса следует произвести соответствующее корректирующее действие, чтобы устранить особые причины и предотвратить их повторение. Карта индивидуальных значений «1пйшйиа1р1оЬ> также показывает странное расположение точек. Нормально-
вероятностный график «Normalprobabilityplot» демонстрирует отклонение от нормального закона распределения, поскольку данные не лежат на линии и не показывают непрерывное распределение.
График возможности процесса «Capabilityplot» показывает способность процесса удовлетворять определенным требованиям, например, спецификации, пределам допуска. Процесс считается приемлемым с точки зрения «вылетов» за пределы допуска, если для стабильных технологических процессов значения индексов воспроизводимости Cp и Cpk (а для нестабильных - индексов пригодности Pp и Ppk) не менее 1,33, что отражает ожидаемый уровень несоответствующей продукции около 70 ppm (0,007%). На данном графике значение Ppk чуть меньше требуемого и равно 1,31. Графиквозможно-сти «Capabilityplot» и гистограмма возможности «Capabilityffistogram» демонстрируют нецентрированность процесса (значения сдвинуты к нижней границе допуска -LSL), однако процесс (верхний отрезок шириной ба) полностью укладывается в границы допуска, что свидетельствует о возможности процесса.
Чтобы оценить эффективность действий персонала по использованию контрольных карт с целью повышения качества продукции, необходимо было собрать всю информацию за исследуемый период времени, то есть за последние полтора года, и проанализировать изменения в динамике. Для этого была составлена табл. 1, включающая в себя итоговые показатели, взятые с контрольных карт, характеризующие состояние процесса: среднее процесса ",полную изменчивость процесса а(х), коэффициент центрированности^, показателивозможности про-^^Cp^pt
Таблица 1 - Состояние процесса в динамике
Месяц и год Состояние процесса о(х) ? k Cpk Ppk
Февраль 2015 Неуправляем нецентрирован 0,04 42,11 0,26 1,67 1,59
Апрель 2015 Неуправляем нецентрирован 0,04 42,10 0,30 1,88 1,68
Май 2015 Неуправляем нецентрирован 0,05 42,09 0,31 1,28 1,31
Август 2015 Неуправляем нецентрирован 0,03 42,11 0,27 2,15 1,9
Ноябрь 2015 Неуправляем нецентрирован 0,03 42,11 0,26 2,26 1,91
Февраль 2016 Неуправляем нецентрирован 0,08 42,11 0,27 2,21 1,88
Май 2016 Неуправляем нецентрирован 0,02 42,12 0,24 4,62 4,02
Ноябрь 2016 Управляем центрирован 0,03 42,19 0,02 3,08 2,89
По данным этой таблицы был построен график, отражающий изменение такой характеристики, как вариабельность процессаст во времени за период с февраля 2015 г. по ноябрь 2016 г.
Рис. 3 - Понижающий тренд полной изменчивости процесса ст
Из рис. 3 видно, что значения стпостоянно уменьшаются, за исключением февраля 2016 г. Было выяснено, что в феврале 2016 г. происходили кадровые перестановки, и это могло повлиять на состояние измерений процесса. Понижающий тренд вариабельности процесса свидетельствует о тенденции к стабильности показателя качества.
Однако, несмотря на то, что ожидаемый уровень несоответствующей продукции чрезвычайно низок, было замечено, что процесс неуправляем, не центрирован, поэтому на первых порах желательно контролировать состояние процесса как можно чаще. Если при продолжительном контроле уровень брака находится в пределах допустимого, то процесс контроля можно перевести на ослабленный режим, что означает снижение числа проверяемых образцов.
На рис. 5 выведена оперативная характеристика процесса, определяющая зависимость вероятности необнаружения выхода процесса из управляемого состояния. Данная характеристика показывает, что при числе измерений п=4 вероятность в-ошибки, то есть чувствительность контрольной карты, не изменится. Следовательно, можно сократить объем выборки с пяти до четырех.
Заключение
Несмотря на то, что SPC-анализ на предприятии ООО «Икар Лтд» стал применяться относительно недавно, мы видим, что практика применения статистического управления процессами весьма эффективна и дает положительные результаты. Несмотря на то, что большинство карт демонстрируют неуправляемость процесса, показатели возможности высоки и ожидаемый уровень несоответствующей продукции ниже 70 ppm.
В то же время неуправляемые процессы требуют к себе повышенного внимания для анализа и выяснения особых причин неслучайного поведения процесса, и проведения корректирующих и предупреждающих действий. Так, контрольные карты за май 2016 г. показали неестественное расположение точек, что может быть связано с неправильным предоставлением результатов в службу качества, поэтому должна вестись постоянная работа с персоналом и жесткий контроль.
В ходе исследования был отмечен понижающий тренд вариабельности процесса, что свидетельствует о повышении стабильности качества изделия. А это значит, что служба качества ведет работу по постоянному улучшению качества изделий, и в целом всей СМК на предприятии.
Литература
1. Исаев, С.В., 25 правил внедрения и применения SPC [Текст] / С.В. Исаев // Методы менеджмента качества. -2015. - №4. - с.40-45.
2. Розенталь, Р.М., Почему в Российских компаниях так мало SPC? [Текст] / Р.М. Розенталь // Методы менеджмента качества. - 2010. - №2. - с.41-45.
3. Исаев, С.В., ИСО/ТУ 16949 для потребителей [Текст] / С.В. Исаев // Стандарты и качество. - 2007. - №6. - с.88-90.
4. Ерошин, Н.В. Пилотный проект по внедрению ИСО/ТУ 16949 на предприятиях-поставщиках ОАО «КАМАЗ» [Текст] / Н.В. Ерошин, И.И. Чайка // Стандарты и качество. -2007. -№6. - с.84-85.
5. Корнилов, В.Л., Внедрение статистического управления процессами (SPC) в ОАО "ММК» [Текст] / В.Л. Корнилов, Е.Д. Залетова, Е.Б. Яковлева // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. Экономика, управление и рынок продукции. - 2007. - № 2. - с. 85-87.
Рис. 4 - Оперативная характеристика
© А. H. Шулюмова - магистрант каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ, shylumchik_@mail.ru; В. Р Мингазова - магистрант той же кафедры, vikkimouserbk@icloud.com; О. А. Муллаянова - инженер по качеству ОАО «Икар Лтд», 79503228234@yandex.ru; H. H. Умарова - к.х.н. доц. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ, nailyaumarova@yandex.ru.
© A. N. Shulyumova - undergraduate of Department of Analytical Chemistry, Certification and Quality Management, KNRTU, shylumchik_@mail.ru; V. R. Mingazova - undergraduate of Department of Analytical Chemistry, Certification and Quality Management, KNRTU, vikkimouserbk@icloud.com; O.A. Mullayanova - engineer of "Icar Ltd.», 79503228234@yandex.ru; N. N. Umarova - assistant professor of Department of Analytical Chemistry, Certification and Quality Management, KNRTU, nailyaumarova@yandex.ru.
