Контрольные вопросы для самопроверки, приводятся формулы для расчетов там, где это необходимо
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ Пособие для проведения практических занятий Составитель: Закирова А.Р. Настоящее учебное пособие предназначено для изучения и практического овладения методами контроля качества и управления технологическими процессами, а именно контрольный листок, диаграмма Исикавы, диаграмма Парето, диаграмма рассеивания, диаграмма стратификации, контрольные карты. В учебном пособии подробно описана методика каждого из методов, и приведены примеры их применения для контроля и управления качеством реальных производственных процессов приборостроения. После каждой практической работы задаются контрольные вопросы для самопроверки, приводятся формулы для расчетов там, где это необходимо. В приложении содержатся необходимые статистические таблицы и справочные данные. Учебное пособие предназначено для студентов дневной форм обучения специальности «Управление качеством», а также может быть использовано студентами других специальностей. 2 Введение Качество продукции – важнейший показатель конкурентоспособности предприятия. Для уменьшения затрат и достижения уровня качества, удовлетворяющего потребителя, нужны методы, направленные не на устранение дефектов (несоответствий) готовой продукции, а на предупреждение причин их появления в процессе производства. Применение статистических методов позволяет с заданной точностью и достоверностью судить о состоянии исследуемых явлений (объектов, процессов) в системе качества; прогнозировать и регулировать возникновение проблем в области качества; вырабатывать оптимальные управленческие решения, не на основе эмоций, ощущений и интуиции, а на основе изучения фактических данных, тенденций и закономерностей. Статистические методы, основанные на теории вероятностей и математической статистики, могут быть использованы на всех этапах жизненного цикла продукции для оценки и учета степени ее неоднородности или изменчивости ее характеристик относительно требуемых значений или номиналов, а также учета настроенности и изменчивости процессов ее создания. В настоящее время в мировой практике статистические методы наиболее широко применяются для решения следующих инженерных и производственных задач: осуществление сбора и регистрации исходных данных в виде, удобном для их последующего анализа и осмысления; проведение анализа и оценки качества продукции с помощью статистической обработки информации о качестве продукции, имеющей, несомненно, случайный характер; осуществление планирования и анализа результатов выборочного контроля качества продукции на различных этапах производственного процесса; применение процедур статистического анализа, регулирования и управления технологическими процессами; проведение оценки точности, настроенности и стабильности технологических процессов, а также оценки идентичности работы однотипного технологического оборудования; прогнозирование и контроль надежности продукции. Статистические методы контроля качества в настоящее время применяются не только в производстве, но и в планировании, проектировании, маркетинге, материально-техническом снабжении и т.д. Применяемые для решения перечисленных задач статистические методы в большинстве случаев регламентированы международными и государственными стандартами. Настоящее пособие включает в себя простые статистические методы, с освоения которых целесообразно начинать, а затем переходить к освоению более сложных методов обеспечения качества. 3 Практическая работа № 1. Тема: КОНТРОЛЬНЫЙ ЛИСТОК Цель работы: 1. Изучение методов сбора и систематизации данных. 2. Приобретение навыков разработки и анализа контрольных листков. Методика разработки формы контрольного листка для сбора информации, обработки и анализа данных о производственном процессе. Контрольный листок служит методом сбора и упорядочения первичных данных, которые могут быть как количественными, так и качественными. Цели сбора данных в процессе контроля качества состоят в следующем: -контроль и регулирование процесса; -анализ отклонений от установленных требований; -контроль выхода процесса. В зависимости от цели сбора статистических данных форма бланка контрольного листка может быть самой разнообразной. Простейшим примером контрольного листка может служить журнал учета посещения студентами занятий. В производственных условиях часто возникает вопрос о вариации в показателе качества изделия. Если производить только один замер в день, то нельзя судить об изменениях состояния в течение дня. Или, если вы хотите понять, кто из двух работников допускает дефекты, то надо брать раздельные выборки из партий, изготовленных ими продукции, чтобы можно было сравнить работу каждого из них. Если сравнение указывает на явные различия, то меры по их устранению также будут способствовать уменьшению изменчивости процесса. Контрольный листок отражает частоту появления изучаемого события. Форма листка разрабатывается в соответствии с конкретной поставленной целью, но есть обязательные группы данных: -объект изучения (например, наименование и чертеж изделия или детали); -таблица регистрации данных о контролируемом параметре (например, линейный размер изделия или детали); -место контроля (цех, участок); -должность, фамилия и подпись работника, регистрирующего данные; -должность, фамилия и подпись изготовителя; -дата; -продолжительность наблюдения; -наименование контролирующего прибора (если он используется в ходе наблюдения). В регистрационной таблице в графе «отметки» проставляются точки, крестики и прочее, соответствующие количеству наблюдений, таким образом, чтобы их легко было подсчитывать. Рекомендуется обнаруженные несоответствия помечать штрихом в графе «отметки» в виде группы I I I I означает 5 несоответствий. Число контролируемых параметров желательно минимизировать, чтобы форма листка была проста для заполнения и анализа. 4 Пример 1.1. В цехе № 5 на токарно-револьверных полуавтоматах производится чистовая расточка посадочного диаметра полумуфты для соединения валов. Производится выборочный контроль объемом 100 штук в день внутреннего диаметра полумуфты предельными калибрами. Предполагаемыми несоответствиями могут быть: 1. Прохождение непроходной стороны калибра, когда диаметр отверстия завышен. 2. Непрохождение проходной стороны калибра, когда диаметр отверстия занижен. Определяем, что контрольный листок в этом случае должен содержать следующие сведения (см. рисунок 1.1.): Место изготовления Цех № 5 Наименование детали Полумуфта для соединения валов Наименование технологической операции Чистовая расточка посадочного отверстия Эскиз детали Объект контроля Внутренний диаметр d=31,3+0,2 мм Измерительные средства Предельные калибры Фамилия и подпись изготовителя Иванов К.А. Фамилия и подпись контролера Ветров В.П. I II III IV Дата Количество проверенных деталей (n), шт. Количество дефектных деталей Доля дефектных деталей (Р=х/n 100), % (a) (в) Графические отметки (х), шт. 17.10.03 200 : 2 1 18.10.03 100 0 0 19.10.03 200 0 0 20.10.03 300 : . 3 1 21.10.03 100 . 1 1 22.10.03 100 . 1 1 Итого n=1000 х=7 Р=х/n 100= =7/1000 100=0,7% Рисунок 1.1. Контрольный листок 5 Порядок заполнения будет следующим: контролер при проведении контроля в графе III (а) делает графические пометки (в рассматриваемом примере - точки) по числу обнаруженных несоответствий; после проведенных измерений контролер может быстро подсчитать число несоответствий и записать его в графе III (в) и вычислив долю несоответствующих деталей в выборке, записать ее в графе IV, а по окончании определенного периода, для которого составлен контрольный листок (в рассматриваемом примере - рабочая неделя), вычислить долю несоответствующих деталей за весь период. Такой контрольный листок позволяет определить и анализировать число несоответствий и их долю в выборке по дням и за весь рассматриваемый период; сделать выводы о соответствии процесса установленным на предприятии нормам для этого процесса. Для процесса чистовой обработки при наладке станка нормативом может быть наличие, например, не более 2 несоответствий в смену. Но следует отметить, что знание только числа несоответствий и их доли в выборке не позволяет принять решение о корректирующих мерах для улучшения качества производимых изделий. Более эффективным было бы включение в контрольный листок дополнительной графы, например, графу III (а) разбить на две графы по видам предполагаемых несоответствий: 1. прохождение непроходной стороны калибра, когда диаметр отверстия завышен и 2. непрохождение проходной стороны калибра, когда диаметр отверстия занижен. Такое разделение позволит наметить корректирующие меры для улучшения процесса, поскольку можно выявить настройку станка и изменить положение резца, обеспечивающее требуемое качество. Таким образом, информативность контрольного листка возрастает с увеличением количества анализируемых параметров. Хотя увлекаться этим не следует, т.к. это приводит к излишнему усложнению при заполнении и анализе контрольного листка. Целесообразнее выбрать наиболее существенные параметры, от которых напрямую зависит качество производимых изделий, и составить несколько контрольных листков. Контрольные листки можно составить для распределения измеряемого параметра в ходе производственного процесса, для регистрации видов несоответствий, для локализации несоответствий, для причин несоответствий. Задание для самостоятельной работы: 1. Разработать форму контрольного листка для производственного процесса с максимальной информативностью при минимальном числе контролируемых параметров (2-3). 2. Заполнить бланк контрольного листка. Поскольку в производственных условиях число несоответствий носит случайный характер, для имитации реального процесса, данные для заполнения графы обнаруженных несоответствий следует взять из таблицы случайных чисел (см. приложение 1) из столбца, указанного преподавателем. 3. Провести анализ полученных данных. 4. Сделать выводы. 6 Форма отчета: студент должен предоставить самостоятельно разработанный контрольный листок (с указанием № столбца таблицы случайных чисел, из которого производился отбор чисел несоответствий), указать цели, которые можно достичь с помощью разработанного контрольного листка и наметить корректирующие мероприятия. Контрольные вопросы: 1. Назначение контрольного листка 2. Область применения контрольного листка 3. Форма контрольного листка 4. Типы используемых данных 5. Цели сбора данных 6. Обязательные группы данных контрольного листка 7. Способы заполнения регистрационной таблицы 8. На какой период составляется контрольный листок 9. Каким должно быть число контролируемых параметров 10. Как с помощью контрольного листка можно регулировать процесс по устранению выявленных несоответствий. Литература: 1. Глудкин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. «Всеобщее управление качеством: учебник для вузов», - М.: Радио и связь, 1999.-600с. [112-114 стр.] 2. Адлер Ю.П., Полховская Т.М., Шпер В.Л., Нестеренко П.А. «Управление качеством. Часть 1. Семь простых методов: учебное пособие для вузов», М: МИСИС,2001.-138 с. [10-19 стр.] 3. Жулинский С.Ф., Новиков Е.С., Поспелов В.Я. «Статистические методы в современном менеджменте качества».-М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2001.-208 с. [21-23 стр.] 4. «Управление качеством: т.2. Принципы и методы всеобщего руководства качеством. Основы обеспечения качества: учебник/ под общей редакцией Азарова В.Н. М.:МГИЭМ, 2002, 356 с. [209 стр.] 5. «История развития технологии машиностроения: учебное пособие/ В.П. Смоленцев, А.В. Кузовкин, А.И. Болдырев, В.И. Гунин.- Воронеж: Воронежский государственный университет, 2002, 259 с. [168 стр.] 6. «Инструментальные средства, используемые в управлении качеством».- Б.м.: «Приоритет».-112 с [33-42 стр. 7. «Применение статистических методов для рабочих». СМЦ «Приоритет».[13-21 стр] 8. ГОСТ Р 50779.11-2000 (ИСО 3534.2-93) Статистические методы. Статистическое управление качеством. Термины и определения. 7 Практическая работа № 2 Тема: ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННАЯ ДИАГРАММА Цель работы: 1. Изучение метода выявления и анализа причин возникновения несоответствующих результатов процессов 2. Приобретение навыков построения и анализа причинно-следственной диаграммы Методика разработки: Причинно-следственная диаграмма (диаграмма Исикавы, «рыбий скелет») – это инструмент, позволяющий выявить все возможные факторы (причины), влияющие на конечный результат (следствие). Процесс изготовления продукции, влияющий на ее качество, можно рассматривать как структуру 5М, включающую факторы, зависящие от человека (man), машины (machine), материала (material), метода (method), измерения (measurement). Разумеется, кроме 5М могут быть и другие структуры факторов, более точно характеризующие конкретный объект анализа. Зависимость между процессом, представляющим собой структуру причинных факторов 5М, и качеством, представляющим собой результат действия этих причинных факторов, можно выразить графически (см. рисунок 2.1.): М М М М М Рисунок 2.1. Причинно следственная диаграмма На диаграмме изучаемая проблема условно изображается в виде прямой горизонтальной стрелки; факторы и условия, которые прямо или косвенно влияют на проблему, - наклонными стрелками, а причины, влияющие на эти факторы (причины второго и последующих порядков), - короткими стрелками. При построении диаграммы следует учитывать даже кажущиеся незначительными факторы, поскольку на практике довольно часто встречаются случаи, когда решение проблемы обеспечивается устранением нескольких, на первый взгляд, несущественных причин. Наклон и размер стрелок не имеют принципиального значения, главное при построении схемы обеспечить правильную соподчиненность и взаимозависимость факторов, а также четко оформить схему, чтобы она хорошо смотрелась и легко читалась. ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА 8 Поэтому, независимо от наклона стрелки каждого фактора, его наименование всегда располагают в горизонтальном положении, параллельно центральной оси. Информация о показателях качества для построения диаграммы собирается из всех доступных источников; используются: журнал регистрации операций, журнал регистрации данных текущего контроля; сообщения рабочих производственного участка и т.д. При построении диаграммы выбираются наиболее важные с технической точки зрения факторы. Желательно, чтобы показатель качества и влияющие на него факторы были измеримыми. Если это невозможно, следует использовать квалиметрические методы их оценки. Чтобы процесс совершенствования стал эффективным, следует разбивать причины на подпричины (факторы второго и последующих порядков) до тех пор, пока по каждой из них можно предпринять действия, иначе сам процесс их выявления превратится в бессмысленное упражнение. Для построения причинно-следственной диаграммы широко используются экспертная оценка и так называемый «мозговой штурм». «Мозговой штурм» является методом, рекомендуемым для поиска и систематизации возможных причин. Задачей этого метода является не допустить исключения из поля зрения всех воздействующих причин. Для этого руководствуются следующими принципами: а) создают группу людей (порядка 6 человек), знакомых с той областью, где возникла проблема. Желательно включить в группу одного человека, совершенно не сведущего в данной области; б) проблема, подлежащая обсуждению, не должна ставиться слишком конкретно; в) участникам предлагают записать все то, что им приходит в голову по решению этой проблемы, в течение 5-10 минут; г) рассматривают все высказанные соображения, не допуская никаких дискуссий или критики; д) группируют идеи, исключив дублирование; е) формируют «рыбий скелет» и приступают к обсуждениям. Этапы построения причинно-следственной диаграммы: 1. Определите показатель качества, т.е. тот результат, который вы хотели бы достичь. Напишите выбранный показатель качества в середине правой части листа бумаги. Слева направо проведите прямую линию («хребет»), а записанный показатель заключите в прямоугольник. 2. Напишите главные причины, которые влияют на показатель качества, заключите их в прямоугольники и соедините с «хребтом» стрелками в виде «больших костей хребта» (главные причины). 3. Напишите причины, влияющие на главные факторы, и расположите их в виде «средних костей», примыкающих к «большим». Напишите причины, которые влияют на «средние кости», и расположите их в виде «мелких костей», примыкающих к «средним». 4. Нанесите на диаграмму всю необходимую информацию: ее название, наименование изделия, процесса; имена участников процесса; дату и т.д. 9 При построении причинно-следственной диаграммы следует начинать с определения главных причин, а затем переходить к более детальному построению. При анализе же причинно-следственной диаграммы рассматривают их в последовательности от «мелких костей» к «средним», от «средних» к «большим». Распределение причин по степени их важности - следующий шаг после построения диаграммы. Не обязательно, что все причины, включенные в диаграмму, будут оказывать сильное влияние на показатель качества. С помощью схемы Исикавы можно не только определить состав и взаимозависимость факторов, влияющих на объект, но и выявить относительную значимость этих факторов. Данную работу осуществляют в следующем порядке. Сначала каждый участник группы, независимо от других членов, из полного состава факторов, указанных на схеме, отбирает те, которые, по его мнению, оказывают наибольшее влияние на объект анализа в данной конкретной ситуации. В число таких факторов не должны включаться «мелкие кости» и те «средние кости», к которым присоединено несколько «мелких костей». Выбранные факторы отмечаются цветным кружком, крестиком или каким-либо другим заранее оговоренным знаком. Затем, после совместного обсуждения мнений участников анализа и в случае расхождения этих мнений относительно факторов, проводится второй тур определения значимости факторов, в ходе которого каждый член группы качества, независимо от других, устанавливает на личном экземпляре схемы наиболее значимые факторы. Стрелки тех факторов, которые были отмечены в первом туре, и по которым мнение осталось неизменным, обводятся двойным кружком. Наиболее значимыми стрелками-факторами признаются те, которые в конечном итоге (обычно приемлемая точность результатов достигается после третьего тура анализа) получили наибольшее количество отметок. Именно на этих факторах и должно быть сконцентрировано внимание. Следует иметь в виду, что анализ факторов с помощью собственного опыта или знаний важен, но устанавливать значимость факторов только на основе субъективных представлений или впечатлений опасно. Более логичным и научным подходом в этом случае будет установление значимости факторов с помощью объективных данных. Кроме того, сложные причинно-следственные диаграммы целесообразно анализировать с помощью диаграммы расслоения по различным факторам и условиям (этот метод будет рассмотрен в практической работе № 3). Для выявления причин, оказывающих наибольшее влияние на результаты, удобно использовать диаграмму Парето (этот метод будет рассмотрен в практической работе № 4). Совместное использование причинно-следственной диаграммы и диаграммы Парето в настоящее время очень распространено. Поэтому в сложных случаях для выявления того, какие из «косточек» наиболее важны, можно выяснить мнение участников анализа о ранжировании причин, а затем с помощью диаграммы Парето установить причины, набравшие максимальное число голосов. 10 Пример 2.1. Для данных примера 1.1. (смотри практическое занятие № 1) составим диаграмму Исикавы согласно этапам построения диаграммы, приведенным выше: 1. Показатель качества – шероховатость R a внутренней поверхности полумуфты для соединения валов после операции расточки. 2. В качестве факторов, влияющих на величину шероховатости поверхности, выбрали следующие шесть факторов: оборудование, инструмент (резец), состав охлаждающей жидкости (СОЖ), материал заготовки, наладчика и методы измерения. 3. Выбрали «средние кости» и «мелкие кости»: фактор «средние кости» «мелкие кости» оборудование A жесткость системы СПИД 1 усилие резанья B точность хода механизма станка 1 качество смазки трущихся поверхностей станка 2 точность хода поперечного суппорта; 3 точность продольного хода фартука станка; инструмент C позиционирование инструмента 1 износостойкость инструмента; 2 углы заточки инструмента; материал D твердость 1 наличие термообработки заготовки E химический состав 1 % содержание легирующих элементов 2 неметаллические включения Диаграмма (после выполнения 4 этапа) примет вид: Чтобы не загромождать диаграмму можно нанести на нее вместо надписей - числа, соответствующие факторам. С 2 3 1 2 E 2 1 ПРИЧИННО_СЛЕДСТВЕННАЯ ДИАГРАММА для снижения шероховатости поверхности расточки полумуфты для соединения валов Дата составления: 15 января 2003 года Шероховатость поверхности, R a , мкм оборудование С О Ж инструмент материал наладчик метод измерения Технолог Астров А.Б._________________(подпись) Наладчик Белов В.Г. ._________________(подпись) Контролер Усов Н.Р. ._________________(подпись) Мастер произв. участка Галеев Д.Р.______(подпись) Мастер по инструменту Нуриев Н.Д._____(подпись ) D A В 1 1 1 1 1 1 11 Задание для самостоятельной работы: (Практическая работа выполняется подгруппами студентов по 4-5 человек (состав подгрупп определяется преподавателем случайным образом). С помощью метода Исикавы наметить меры по повышению точности наружного точения диаметра валика сельсина. Для этого: 1. Провести «мозговой штурм» 2. Разработать диаграмму Исикавы 3. Провести анализ полученной диаграммы 4. Предложить меры по повышению точности наружного точения диаметра валика сельсина. Форма отчета: по итогам практического занятия № 2 каждый студент предоставляет результаты «мозгового штурма», а каждая подгруппа – разработанную причинно-следственную диаграмму Исикавы и ее анализ. Контрольные вопросы: 1. Назначение причинно-следственной диаграммы 2. Область применения причинно-следственной диаграммы 3. Поясните порядок построения диаграммы 4. Что означают «мелкие, средние, крупные кости» 5. Что понимается под показателем качества 6. Порядок проведения «мозгового штурма» 7. Состав участников «мозгового штурма» 8. Методы субъективного и объективного анализа 9. Использование результатов анализа для управления качеством выпускаемой продукции. Литература: 1. Глудкин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. «Всеобщее управление качеством: учебник для вузов», - М.: Радио и связь, 1999.-600с. [146-150 стр.] 2. Адлер Ю.П., Полховская Т.М., Шпер В.Л., Нестеренко П.А. «Управление качеством. Часть 1. Семь простых методов: учебное пособие для вузов», М: МИСИС,2001.-138 с. [27-35 стр.] 3. Жулинский С.Ф., Новиков Е.С., Поспелов В.Я. «Статистические методы в современном менеджменте качества».-М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2001.-208 с. [25-26 стр.] 4. «Управление качеством: т.2. Принципы и методы всеобщего руководства качеством. Основы обеспечения качества: учебник/ под общей редакцией Азарова В.Н. М.:МГИЭМ, 2002, 356 с. [158-161, 210-211 стр.] 5. «История развития технологии машиностроения: учебное пособие/ В.П. Смоленцев, А.В. Кузовкин, А.И. Болдырев, В.И. Гунин.- Воронеж: Воронежский государственный университет, 2002, 259 с. [166-167 стр.] 6. «Инструментальные средства, используемые в управлении качеством».- Б.м.: «Приоритет».-112 с [18-33 стр]. 12 Практическая работа № 3 |