Улучшение процесса технического контроля изделия машиностроительного предприятия Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

УДК 658.562.012.7

УЛУЧШЕНИЕ ПРОЦЕССА ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Школина Татьяна Викторовна, к.т.н., доцент

(e-mail: hedera@yandex.ru) Борбаць Николай Михайлович, к.т.н., доцент (e-mail: borbact@mail.ru) Брянский государственный технический университет, г.Брянск, Россия

В статье рассматривается процедура технического контроля изделия на машиностроительном предприятии и предлагаются мероприятия по её улучшению. В частности, проведён анализ статистических свойств применяемого плана выборочного контроля по альтернативному признаку и предложены более эффективные его параметры. Для результатов измерения количественных признаков, используемых фактически лишь для принятия решения о соответствии контролируемой единицы продукции, разработана форма бланка контроля, используемая для построения контрольной карты и статистического управления процессом производства. С целью обеспечения репрезентативности выборки предложена методика её формирования с использованием таблиц случайных чисел.

Ключевые слова: технический контроль, план выборочного контроля, репрезентативность выборки, случайные числа, статистическое управление процессами.

Введение

Как известно, контроль качества является одной из составных частей процесса обеспечения качества и предназначен для установления соответствия фактических значений параметров установленным требованиям. Элементом системы контроля качества на этапе производства является система технического контроля, представляющая собой совокупность средств контроля и исполнителей, взаимодействующих с объектом контроля в соответствии с нормативной документацией [1].

Как правило, особенно при крупносерийном и массовом производстве, контроль качества является выборочным, при котором из всей совокупности изготовленной продукции контролируется только её часть (выборка). В этом случае для того, чтобы обеспечить надёжность и обоснованность принимаемых решений выборка должна быть репрезентативной, то есть распределение исследуемого признака в выборке должно быть достаточно близко к распределению этого признака во всей совокупности. В большинстве случаев репрезентативность выборки обеспечивается применением метода случайного отбора, при котором каждый элемент совокупности имеет равную со всеми остальными элементами вероятность попадания в выборку [2]. Однако практическая реализация метода случайного отбора является не простой задачей.

Описание процедуры контроля

На машиностроительном предприятии был исследован процесс технического контроля изделия, используемого при сборке готовой продукции. Согласно процедуре контроля в процессе производства изделия объединяются в партии объёмом N = 25 единиц, 20 % которых подвергается контролю, в ходе которого:

- с помощью универсальных средств измерения проверяются линейные и диаметральные размеры 05,5+0,30, 06,2+0,35, 6 ±1, 12 ± 1, 14 ± 1, 19 ± 1, 20 ± 1, 25 ± 1 и 35 ± 1;

- с помощью радиусного шаблона проверяются размеры R2 + 0,5, R3 ± 0,5 и R1 ± 0,5.

По результатам контроля определяется соответствие или несоответствие изделий установленным требованиям. В случае обнаружения одного несоответствующего изделия в выборке вся партия подвергается разбраковке с заменой обнаруженных несоответствующих единиц.

Анализ процесса контроля выявил следующие его недостатки:

- не проведено исследование статистических свойств используемого плана выборочного контроля;

- отбор единиц продукции в выборку не регламентирован и проводится на усмотрение контролёра, вследствие чего не обеспечивается случайный характер выборки;

- результаты контроля по количественному признаку используются лишь для принятия решений о соответствии или несоответствии проконтролированных единиц продукции установленным требованиям, что приводит к потере большей части информации о процессе её производства.

Рекомендации по улучшению

Вначале проведём анализ статистических свойств используемого плана выборочного контроля. Согласно описанию процедура контроля осуществляется в соответствии с одноступенчатым планом выборочного контроля по альтернативному признаку с параметрами N = 25 (объём партии), п = 5 (объём выборки) и Ас = 0 (приёмочное число). Для оценки статистических свойств данного плана в первую очередь следует провести анализ его оперативной характеристики L(p). Кроме того, так как контроль проводится с разбраковкой, то полезно также рассмотреть такие характеристики как среднее выходное качество (AOQ) и средний общий объём контроля (ATI).

Поскольку партии формируются из изделий, изготавливаемых в ходе непрерывного процесса производства, то расчёт оперативной характеристики может быть выполнен на основе биноминального закона распределения. Кривая оперативной характеристики приведена на рис. 1 а), из которого видно, что она имеет достаточно малую крутизну и, следовательно, у плана низкая дискриминационная способность, то есть возможность различать партии хорошего и плохого качества [3].

1

а)

3

:CD 5 CL С

XI

I-о о т

I-

с; о о. <D

0.8 0.6 0.4 0.2 0

[ч V* 1 1 1 1 1

=5; Ас=0 —

п

----п- 1 и; ас- 1 --------Г7-12; Ас-1

1 1

fei

у V

л

ч * ч

■ ----

0 0.2 0.4 0.6 0.8 Уровень несоответствий,р

О

О 0.08

ч;

о"

m

I- о 0 06

О

т

m

^

а> п 0.04

т

сГ

о

X

л m 0.02

ci)

Cl)

сГ

П1 0

Cl

О

б)

1 1 1 1 1

=5; Ac=0 =10; Ac= 1 —

i -""'V-N, \ \ ----- — n =12; Ac= 1

а IrV tj ' \ \ "1

ij \ ' \ Л

\ \ 1 \ \

\ 4 \ \ ^

\ ч

0 0.2 0.4 0.6 0.8 Уровень несоответствий,р

к.

ß

ю о

5

Ю О

(D CL

О

250 200 150 100 50 0

в)

! i

— =5; Ас=0 =10; Ас-1 -12; Ас-1

n ! i ' /

/ i i !

/ /

/ / / f

s / ✓ ✓

/ г +

у у у

0 0.2 0.4 0.6 0.8 Уровень несоответствий, р

Рис. 1. Кривые оперативных характеристик (а), среднего выходного качества (б) и среднего общего объёма контроля (в) для трёх планов выборочного контроля

Для сравнения на рис. 1 а) также приведены кривые оперативных характеристик планов с приёмочным числом Ас = 1 и большими значениями объёма партии N и выборки п, при условии постоянства соотношения n/N = 0,2. В табл. 1 для каждого плана контроля приведены оценки качества риска изготовителя (PRQ) и качества риска потребителя (CRQ) для стандартных значений риска изготовителя а = 0,05 и потребителя ß = 0,1, найденные как квантили соответствующих оперативных характеристик.

Таблица 1 - Оценки качества риска изготовителя и потребителя

План контроля PRQ, % CRQ, %

N = 25; п = 5; Ас = 0 1,02 36,90

N = 50; п= 10; Ас = 1 3,68 33,68

N = 60; п= 12; Ас = 1 3,05 28,75

Можно заметить, что у плана с параметрами N = 60, п= 12 и Ас = 1 кривая оперативной характеристики имеет наибольшую крутизну из рас-

сматриваемых. Кроме того, по сравнению с исходным планом значение РЯ^ при заданном значении риска изготовителя (РЯ) больше, а значение СЯ^ при заданном значении риска потребителя (СЯ) меньше, что также свидетельствует о его большей разрешающей способности. Этот же план является и наиболее эффективным, о чём свидетельствует сравнение кривых среднего выходного качества, приведённых на рис. 1 б). В то же время следует учитывать, что при проведении разбраковки с заменой всех обнаруженных несоответствующих изделий при использовании данного плана будет проконтролировано наибольшее общее число изделий, что наглядно видно из рис. 1 в). Поэтому окончательные рекомендации о применении данного плана могут быть сделаны только после тщательного экономического обоснования с учётом всех затрат на контроль.

Отсутствие процедуры, регламентирующей отбор из контролируемой партии единиц продукции в выборку, не гарантирует его случайный характер, и как следствие, не обеспечивает репрезентативность выборки, что сказывается на достоверности контроля. В этой связи на основе ГОСТ 18321 - 73 «Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции» была разработана методика по отбору единиц выборки на контроль с использованием таблиц случайных чисел из ГОСТ Р ИСО 24153 - 2012 «Статистические методы. Процедуры рандомизации и отбора случайной выборки».

В соответствии с данной методикой на основе показаний часов в момент проведения контроля определяется начальная точка - номер таблицы, колонки и строки в ней. Полученная на пересечении строки и колонки цифра вместе с одной цифрой справа от неё записывается как одно случайное число 21. Это случайное число используется для определения последних двух цифр ^ серийного номера изделия, отбираемого в выборку, по соотношению (при объёме партии N = 25):

1т + 2Ь при 00 < 21 < 24;

т+ (21 -24), при 25 <21 < 49; т+ (21 -50), при 50 <21 < 74; т+ (21 -75), при 75 <21 < 99,

где т. - две последних цифры наименьшего серийного номера изделия в партии. Подобным образом необходимо определить п чисел ^, указывающих на серийные номера изделий, отбираемых в выборку на контроль. При этом повторяющиеся значения ^ отбрасываются.

Наконец, результаты измерений контролируемых линейных и диаметральных размеров было предложено использовать для статистического управления процессом производства изделий. С этой целью была разработана форма бланка (рис. 2) для фиксации результатов контроля, в который помимо самих данных заносятся и результаты их первичной обработки - сумма по выборке

, среднее арифметическое по выборке х, наименьшее хт|П и наибольшее хтах выборочное значение и выборочный размах ^.

При накоплении достаточного объёма данных по каждому контролируемому размеру строится контрольная карта средних арифметических (X-карта) и размахов (Я -карта), что позволяет оценить состояние процесса производства и вовремя обнаружить воздействие на него различных дестабилизирующих факторов. Кроме того, собранные данные могут быть подвергнуты всестороннему анализу с использованием других инструментов. Например, с помощью гистограммы можно для каждого контролируемого размера определить характер его изменчивости и её соотношение с границами допуска, а с помощью диаграммы Парето установить, отклонения по каким размерам вносят наибольший вклад в уровень несоответствий. Таким образом, появляется возможность определить основные направления улучшения процесса производства контролируемого изделия.

Номер изделия в выборке Тип СИ; ГОСТ или ТУ | Контролёр:

Фамилия И.О.

Штангенциркуль ШЦ-11-АЬи-0,иь ГОСТ166 - 89 Дата заполнения:

Результаты измерения

05,5+оз° 06,2+0'35 6 ± 1 12 + 1 14 ±1 19 + 1 20 ± 1 25 ± 1 35 ± 1

Партия №:

1

2

3

4

5

X

^■тах

Партия №:

1

2

3

4

5

X

-^гтп

^тах

Рис. 2. Фрагмент бланка для фиксации результатов контроля

Аналогичная форма была разработана и для контроля по альтернативному признаку с использованием радиусных шаблонов. При этом, в случае использования партий достаточно большого объёма (например, Ы = 50),

результаты разбраковки также могут наноситься на контрольную карту числа несоответствующих единиц, что позволит следить за стабильностью уровня несоответствий процесса производства. Выводы

На основе результатов анализа статистических свойств руководство предприятия может более обосновано выбирать параметры используемого плана выборочного контроля. Использование методики отбора выборки на контроль на основе применения таблиц случайных чисел обеспечит её репрезентативность и существенно повысит достоверность контроля и обоснованность принимаемых по его результатам решений. Наконец, использование результатов измерения по количественным признакам для статистического управления процессом производства позволит обеспечить его стабильное состояние и выявит направления его улучшения. Список литературы

1. Кане, М.М. Системы, методы и инструменты менеджмента качества / М.М. Кане, Б.В. Иванов, В.Н. Корешков, А.Г. Схиртладзе. - СПб.: Питер, 2008. - 560 с.

2. Жулинский, С.Ф. Статистические методы в современном менеджменте качества / С.Ф. Жулинский, Е.С. Новиков, В.Я. Поспелов. - М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2001. - 208 с.

3. Миттаг, Х.-И. Статистические методы обеспечения качества / Х.-И. Миттаг, Х. Ринне [: пер. с нем.]. - М.: Машиностроение, 1995. - 616 с.

Shkolina T.V., Cand. Tech. Sci., associate professor (e-mail: hedera@yandex.ru)

Bryansk State Technical University, Bryansk, Russia Borbatc N.M., Cand. Tech. Sci., associate professor (e-mail: borbact@mail.ru)

Bryansk State Technical University, Bryansk, Russia

IMPROVEMENT OF THE PROCESS OF TECHNICAL CONTROL OF THE MACHINE-BUILDING ENTERPRISE PRODUCTS

Abstract. The article deals with the procedure for technical control of a product at a machine building enterprise and suggests measures to improve it. In particular, an analysis of the statistical properties of the applied sampling plan for an alternative feature has been carried out, and more effective parameters have been proposed. For the results of measuring quantitative characteristics, which are actually used only to make a decision on the conformity of the controlled unit of output, the form of the control form used to construct the control card and the statistical control of the production process is developed. In order to ensure the representativeness of the sample, a methodology for its formation using random number tables was proposed.

Keywords: technical control, sampling plan, sample representativeness, random numbers, statistical control of the process.