CC BY
40УДК 691.421:658.5.012.7
Ю.В. ТЕРЁХИНА, инженер, В.Д. КОТЛЯР, д-р техн. наук, А.В. КОТЛЯР, инженер
Ростовский государственный строительный университет (344022, Российская Федерация, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162)
Применение инструментов управления качеством в производстве керамического кирпича
Рассмотрены проблемы качества продукции и организации производства, возникающие на кирпичных заводах, и использование современных инструментов управления качеством в производстве стеновых керамических материалов, таких как причинно-следственная диаграмма Исикавы, контрольный листок, контрольные карты, гистограмма, диаграмма Парето, диаграмма разброса для решения задач предприятия. Приведены примеры использования инструментов управления качеством на стадиях жизненного цикла продукции, их роль в формировании качества готовой продукции, оценке состояния производства, оценке принятия решений и разработке эффективных корректирующих мероприятий на кирпичном заводе. Показано, что эффективность инструментов оценивается системным использованием в течение времени, отражает результативность проведенных мероприятий, позволяет выявить новые факторы и процессы, нуждающиеся в проработке и улучшении.
Ключевые слова: кирпич, качество, инструменты управления качеством, причинно-следственная диаграмма Исикавы, контрольный листок, контрольные карты, гистограмма, диаграмма Парето, диаграмма разброса.
Yu.V. TEREKHINA, Engineer, V.D. KOTLYAR, Doctor of Sciences (Engineering), A.V. KOTLYAR, Engineer
Rostov State University of Civil Engineering (162, Sotcialisticheskaya Street, Rostov-on-Don, 344022, Russian Federation)
The use of quality management tools in production of ceramic brick
The problems of production quality and production organization arising at brick factories and the use of up-to-date tools of quality management in production of wall ceramic materials, such as the cause-and-effect diagram of Ishikawa, a control form, control charts, histogram, Pareto diagram, a scattergram for solution of enterprise's tasks are considered. Examples of the use of quality management tools at stages of product life cycle, their role in formation of finished product quality, assessment of production conditions, assessment of decision-making and development of efficient, corrective actions at the brick factory are also considered. It is shown that the efficiency of tools is estimated by system usage over time, it reflects the effectiveness of actions taken, makes it possible to reveal new factors and processes which are in need of working out and improvement.
Keywords: brick, quality, quality management tools, cause-and-effect diagram of Ishikawa, control form, control charts, histogram, Pareto diagram, scattergrams.
Отрасль стеновых керамических материалов в настоящее время развивается с учетом современных технологий строительства, научных исследований в области материаловедения, доступности сырьевой базы, возможностей машиностроительного комплекса, и, самое главное, совокупность перечисленных тенденции направлена на удовлетворение запросов потребителя. Проблема создания системы управления качеством и выпуск качественной продукции с минимальными затратами в настоящее время являются актуальной задачей для производства керамического кирпича. Для выявления и оценки «узких мест» технологии и организации производства, факторов, влияющих на качество продукции, предлагается использование инструментов управления качеством и статистические методы контроля [1—3].
На формирование качества готовой продукции оказывает влияние комплекс взаимосвязанных факторов, и очень важно рассмотреть каждый фактор отдельно, его значение и единичное влияние, сочетания единичных факторов, объединенных назначением, а также совокупность всех факторов и результат их действия на качество продукции [4, 5]. Для выявления факторов, определения их значений, оценки степени влияния, целесообразности их использования применяются инструменты управления качеством, к которым относятся: причинно-следственная диаграмма Исикавы, контрольный листок, контрольные карты, гистограмма, диаграмма Парето, диаграмма разброса. Рассмотрим возможности использования каждого инструмента для управления качеством в процессе производства керамического кирпича.
Причинно-следственная диаграмма Исикавы используется для анализа причинно-следственных связей, облегчает решение проблемы от ее признака до причины. Возможное количество причин классифицируют по группам их влияния на качество продукции и распределяют в зависимости от их принадлежности к той или иной группе [6]. Конечная цель диаграммы — как можно полнее рассмотреть факторы, влияющие на качество продукции, их взаимосвязь и эффект влияния. Актуально использование как для существующих технологий, так и для проектируемых.
Для керамических материалов группы причин следующие: сырье, технологии, оборудование, персонал, внешние факторы, измерение. Причинами в группе «сырье» могут быть: качественные характеристики, технологические особенности сырья, экологические показатели, отношения с поставщиками, доставка, постоянство качества. В «технологии» рассматривают технологические операции производства кирпича от склада сырья до склада готовой продукции как с точки зрения вклада в формирование качества продукции, так и роли в формировании брака продукции. К группе «оборудование» относят: ремонтопригодность, сервисное обслуживание, частоту отказов, надежность. К категории «персонал» относят его квалификацию (наличие и ее повышение), личностные характеристики, поощрение, мотивацию. К группе «внешних факторов» относят рынок сбыта, рекламу, рекламации и т. д. К «измерениям» относят точность получаемых данных о качестве продукции — наличие лаборатории, поверенного и аттестованного оборудования, статистические способы обработки информации. Для составления диаграммы и ее наполне-
®
научно-технический и производственный журнал
апрель 2014
41
Керамические строительные материалы
Технология
Технологическое оборудование
Оплавление краски (получение пленки)
Нанесение краски
Нанесение полимерного покрытия на изделие
Соответствие процесса производства изделий
технологическому регламенту
Поверка Аттестованность
Повышение
качества
продукции
Оборудование для испытаний
Дизайн
Контроль
Наличие нормативной документации
Рис. 1. Диаграмма Исикавы для керамического кирпича с полимерным покрытием
ния проводят «мозговой штурм» компетентными сотрудниками путем сбора данных. На основании построенной диаграммы хорошо просматривается взаимосвязь объектов, в дальнейшем на основе укрупненной диаграммы строятся частные диаграммы для более детального рассмотрения отдельных процессов и факторов. Также рекомендуется обновлять диаграмму с течением времени для фиксации динамики развития производства и эффективности мероприятий, направленных на повышение качества продукции, улучшения условий труда и получения экономического эффекта. Пример построения причинно-следственной диаграммы Исикавы представлен на рис. 1. Данная диаграмма разработана для керамического кирпича с полимерным покрытием.
Контрольный листок — таблица-протокол первичной регистрации данных о контролируемом объекте. Он отражает природу, сущность контролируемого объекта и задачи контроля, но в то же время имеет простую форму для удобства использования. В контрольном листе обязательно должно быть отражено: объект контроля; место контроля; ФИО контролера; ФИО контролируемого; продолжительность контроля; средства измерения; количество дефектов.
Этот инструмент используется для сбора данных по отдельным технологическим операциям, для управления дефектами как на стадии производства, так и готовой продукции. Производство керамического кирпича
— это сложный и многостадийный процесс, в ходе которого по целому ряду причин могут возникать дефекты и брак продукции. Качество изделий, поставляемых потребителю, регламентируется ГОСТ 530—2012 «Кирпич и камни керамические. Технические условия». Данный нормативный документ рассматривает следующие виды дефектов внешнего вида: трещины, отколы, по-сечки, отбитости, шелушение, растрескивание, недожог, пережог и в зависимости от назначения изделия
— рядовой или лицевой кирпич, устанавливает допустимое количество дефектов на изделии. На основании контрольных листов составляется сводная ведомость по этапам технологической линии с указанием видов образующихся дефектов, их процентного отношения к общему количеству, причин образования. На основании данного документа разрабатываются корректирующие мероприятия по устранению «узких мест» с учетом очередности и технологичности, а так-
же материальных и временных затрат [7].
Одним из наглядных инструментов управления качеством является технологическая карта процесса — графическое представление этапов производства. Для составления технологической карты необходимы следующие шаги.
1. Определить начало и конец идеального процесса.
2. Определить этапы процесса (входящие и выходящие факторы) — возможно использование диаграммы Исикавы.
3. Сравнить существующую технологическую карту процесса и идеальную.
4. Улучшение существующей карты и приближение процесса к идеальному варианту.
Данный инструмент интересен как для нового производства на этапе пусконаладки, так и для существующих заводов, планирующих реконструкцию, модернизацию, расширение и увеличение производительности или ассортимента продукции.
Следующий инструмент — контрольная карта — инструмент, позволяющий оценить стабильность технологического процесса, его управляемость и контроль, подтвердить улучшение процессов и технологии. Контрольная карта используется для разграничения отклонений на вызванные установленными или специальными причинами и случайные отклонения, свойственные процессу. В качестве установленных факторов и причин могут быть особенности технологического процесса (влажность, давление формования, длительность и режим сушки и обжига), в качестве специальных факторов обычно рассматривают отклик процесса на корректирующие мероприятия (изменение сырья, ввод добавок, новое оборудование, новый подпроцесс, новые специалисты, корректировка режима производства). В качестве отклонений могут быть рассмотрены показатели готовой продукции и их зависимость от погодных условий. Построение контрольных карт основано на математической статистике, сборе данных, установлении допустимых пределов и оценке причин, влияющих на возникновение результатов за границей пределов.
2500
2000 -
1500 -
1000 -
500
0
д.
А]
Май
Июнь
Январь Февраль Март Апрель
Рис. 2. Гистограмма динамики брака кирпича за два квартала 2013 г.: - количество брака; - трещины
научно-технический и производственный журнал £J\±Jг\i>\'::
42 апрель 2014 Ы ®
Гистограмма — графический инструмент представления информации о показе характера изменчивости показателей, сообщение информации о ходе процесса. На основании гистограммы реализуются решения, направленные на улучшение факторов, влияющих на качество или снижение действия дефектообразующих причин. Гистограмма является продолжением процесса использования контрольных листков: ширина столбцов диаграммы — интервал диапазона данных, а высота — численное значение или частота фактора внутри интервала. Характер изменения высоты показывает распределение данных и их изменения под воздействием корректирующих мероприятий, направленных на повышение качества продукции. На рис. 2 показан пример использования гистограммы, отражающей зависимость количества бракованных изделий и количества изделий с трещинами по месяцам 2013 г., построенной на основе данных наблюдения на одном из кирпичных заводов компрессионного формования Ростовской области. На основании полученных зависимостей была проведены корректирующие мероприятия для устранения причин и снижения процента брака на заводе.
Диаграмма Парето используется для распределения важности каждого фактора в формировании качества керамического кирпича и позволяет классифицировать возможности по увеличению важности того или иного фактора. Диаграмма Парето представляет собой простое графическое представление факторов от наиболее частых до менее частых. Принцип Парето гласит, что только 20% факторов оказывают решающее влияние, а оставшиеся 80% имеют второстепенный характер, и их воздействие только на 20% будет иметь эффект. Построение диаграммы Парето направлено на выявление 20% факторов, на которые стоит направить энергию и ресурсы для получения значительных результатов и экономического эффекта. В использовании данного инструмента очень важно выбрать пункты для анализа, единицы измерения, пери-
Список литературы
1. Котляр В.Д., Терехина Ю.В. Управление качеством при организации производства кирпича керамического полусухого прессования // Строительные материалы. 2011. № 4. С. 26-27.
2. Терехина Ю.В., Котляр В.Д., Серебряная И.А., Черенкова И.А. Контрольный лист качества — инструмент сбора и анализа данных при производстве кирпича керамического // Инженерный вестник Дона. Научный интернет-журнал. 2013. № 4. http:// www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2109 (дата обращения 15.03.2014).
3. Котляр В.Д., Терехина Ю.В., Небежко Ю.И. Перспективы развития производства керамического кирпича полусухого прессования // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 6—7.
4. Etethen G. Total Quality Management. New-York, 1995. 286 p.
5. Atkinson A., Epstein M. Measure for measure: Realizing the power of the balanced scorecard // CMA Management. 2000. September. pp. 22—28.
6. Ефимов В.В. Средства и методы управления качеством. М.: КНОРУС, 2012. 232 с.
7. Терехина Ю.В., Котляр В.Д. Система управления качеством на кирпичном заводе: Сборник трудов XIX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Томск: ТПУ, 2013. Т. 3. С. 160—161.
8. Котляр В.Д. Стеновая керамика на основе кремнистых опал-кристобалитовых пород — опок. Ростов н/Д: Ростиздат. 2011. 277 с.
од времени. Рекомендуется определить временной период, через который процесс построения диаграммы Парето будет повторяться. Для кирпичных заводов применение данного инструмента особенно актуально, так как в организации процесса возникает огромное количество факторов, которыми нужно заниматься, и ограниченные финансовые возможности, а с использованием диаграммы Парето и ранжированием факторов возможно эффективное распределение финансовых потоков для получения максимального результата и качества продукции. Иногда очень незначительные факторы и затраты играют большую роль в решении глобальных проблем качества, например ограждение зоны формовки пресса полиэтиленовой пленкой для снижения влияния потоков воздуха на кирпич-сырец.
Диаграмма разброса используется для выявления и демонстрации зависимостей между двумя связанными наборами данных и для подтверждения предполагаемых зависимостей между ними. Например, связь между влажностью и прочностью, температурой обжига и морозостойкостью, личностью оператора и количеством брака. Выбираются факторы Х и Y, устанавливается зависимость между ними: если зависимость положительная, значит, изменение фактора Х влечет за собой изменение фактора Y, а если отрицательная, то факторы между собой не связаны или их связь носит хаотический характер.
Области применение инструментов управления качеством затрагивают весь жизненный цикл как кирпичного завода в целом, так и отдельного кирпича в частности [8]. Применение вышеперечисленных инструментов управления качеством не должно носить случайный характер, эффективность их использования оценивается системным применением в течение времени, его анализ позволяет отразить результаты, эффективность проведенных мероприятий, выявить новые факторы и процессы, нуждающиеся в проработке и улучшении.
References
1. Kotlyar V.D., Terekhina Yu.V. Quality management at the organization of production of a brick of ceramic moist pressing. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2011. No. 4, pp. 26-27. (In Russian).
2. Terekhina Yu.V., Kotlyar V. D., Serebryanaya I.A., Cherenkova I.A., Control leaf of quality — the instrument of collecting and the analysis of data by production of a brick ceramic. Inzhenernyi vestnik Dona. Scientific Internet-journal 2013. No. 4, http://www.ivdon.ru/magazine/archive/ n4y2013/2109 (date of access 15.03.2014). (In Russian).
3. Kotlyar V.D., Terekhina Yu. V., Nebejko Yu. I. Prospects of development of production of a ceramic brick of moist pressing. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials] 2011. No. 2, pp. 6—7. (In Russian).
4. Etethen, G. Total Quality Management. New-York, 1995. 286 p.
5. Atkinson, A. Measure for measure: Realizing the power of the balanced scorecard. CMA Management. September 2000. pp. 22—28.
6. Efimov V.V. Sredstva i metody upravleniya kachestvom. [Means and methods of control over quality]. Moscow: KNORUS. 2012. 232 p. (In Russian).
7. Kotlyar V.D., Terekhina Yu.V. Control system of quality at brick-works. Collection of works XIX of the International conference of students, graduate students and young scientists "Modern equipment and technologies". Tomsk: TPU. 2013. Vol. 3, pp. 160—161. (In Russian).
8. Kotlyar V.D. Stenovaya keramika na osnove kremnistykh opal-kristobalitovykh porod — opok [Wall ceramics based on siliceous rocks opal-cristobalite — flasks]. Rostov-on-Don. Rostizdat. 2011. 277 p. (In Russian).
научно-технический и производственный журнал
апрель 2014
43
