Организация технического контроля качества продукции на предприятии

Организация технического контроля качества продукции на предприятии

Индивидуальное задание: Статистические методы контроля качества технологических процессов с использованием контрольных карт.

Цель работы: ознакомление с методами предупредительного статистического контроля и практическим применением для исследования технологического процесса.

Предприятия массового и крупносерийного производства характеризуются многократной повторяемостью одних и тех же операций. Но даже при точно отрегулированных технологических процессах и четкой работе производственного персонала выпускаемая продукция имеет некоторые отклонения от заданных параметров качества.

Причем, различия параметров отдельных единиц вызывается главным образом причинами не случайного характера, а систематического характера отклонений (износ инструмента, разладка оборудования и т.д.) Такие отклонения, при регулярном наблюдении  за качеством изготавливаемой продукции, легко обнаруживаются по выпадению из общей закономерности рассеивания погрешностей. Статистические методы контроля качества позволяют обнаружить причину нарушения производственного процесса и вовремя ее устранить.

       При использовании статистических методов контроль изделий осуществляется выборочно. Различает два вида статистического выборочного контроля:

- приемочный;

- предупредительный.

Приемочным выборочным контролем называется контроль не всей, а лишь некоторой части продукции (выборки), по результаттам которой  судят о качестве  всей контролируемой партии.

Предупредительный выборочный контроль заключается в том, что проверка качества продукции производится в строго определенные промежутки времени. Это дает возможность судить об устойчивости и надежности процесса, о необходимости произвести наладку оборудования, своевременно сменить инструмент или технологическое оснащение. Таким образом возможно не только выявить брак, но и предупредить его возникновение.

Так как отклонения в качестве продукции, связанные с разладкой технологического процесса или износом оборудования появляются не сразу, а нарастают постепенно, то, систематически наблюдая за отклонениями от заданных параметров, можно легко обнаружить их нарастание и  заранее предвидеть момент, когда появится брак, и принять необходимые меры для его предупреждения.

В производственных условиях для наблюдения за устойчивостью технологического процесса применяются контрольные карты, которые дают наглядное представление о степени стабильности процесса производства в течение всего времени наблюдения за ним.

Предупредительный статистический контроль производится, как правило, посредством малых выборок, которые берутся из изготавливаемой партии через определенные промежутки времени. Чаще всего в машиностроении для этого используется 2 вида контрольных карт:

• контрольные карты средних арифметических и размахов;
• контрольные карты медиан и крайних значений.

Контрольные карты  средних арифметических и размахов.

Для осуществления контроля с помощью контрольных карт этого типа строятся две диаграммы: одна - для наблюдений за средними арифметическими значениями выборок (рис.1), другая- для наблюдений за размахами выборов R (рис.2). Размахом называется разность между наибольшими и наименьшими значениями случайной величины ( ).

На диаграммах по оси абсцисс (рис.1, рис.2) откладывают номера выборок или время их взятия, а по оси ординат - размер контролируемой детали в пределах допуска. Напервой диаграмме проводят 4 горизонтальный линий:

-линию верхнего технического предела Вт , которая соответствует верхнему предельному отклонению наблюдаемого параметра;

 

-линию нижнего технического предела Нт, соответствующую нижнему предельному отклонению параметра;

-верхнюю и нижнюю контрольные линии, определяющие допустимые отклонения

выборочных средних при нормальном устойчивом течении процесса.

В основу расчета ординат положено предположение, что размеры всех деталей в партии подчиняются закону нормального распределения  случайных величин, а параметры этого закона распределения и  σ0 устанавливаются заранее в результате предварительного исследования контролируемого технологического процесса.

Ордината линии верхнего и нижнего технического пределов определяется, соответственно, по формулам:

ВТ=D+ВД,   НТ=D-НД,   (1)

где D-размер контролируемого изделия;

ВД и НД- соответственно, верхний и нижний допуск контролируемой  детали.

 Ордината  линии  верхнего  контрольного предела для средних  значений определяется по формуле:

;       (2)

-ордината линии нижнего контрольного  предела для средних значений определяется по формуле:

  ,   (3)

Коэффициент А1 в зависимости от объема выборки n  имеет значения, указанные в приложении, в таблице 1.

 

 

 

 

Рис. I. Контрольная карта для наблюдения за средними арифметическими значениями параметров изделий в выборке

Рис.2. Контрольная диаграмма для наблюдения за размахами выборок

На второй диаграмме (рис. 2) откладывают верхний   ВR   и нижний   НR   контрольные пределы для размаха от линии, ордината которой соответствует среднему значению размаха, т.е.:

     (4)

Положение контрольных линий на диаграмме размахов определяется ординатами линий:

- верхнего контрольного предела для размаха:

   (5)

 -среднее квадратичное отклонение  размаха:

dn  и  Tn – коэффициенты, зависящие от объема выборки и приведены в таблице 2.

 

-нижнего контрольного  предела для размаха:

(6)

Возможные колебания значений размахов выборок должны лежать в пределах, отстоящих от  на расстоянии ±3 . Выход наблюдаемых значений размаха за установленные пределы контрольных линий свидетельствует о нарушении стабильности рассеивания контролируемых параметров  и о том, что действительный размах генеральной совокупности больше допустимого

Процесс контроля сводится к следующему. Из контролируемой партии деталей через определенные периоды времени, зависящие от производительности оборудования и степени устойчивости процесса (например, через 1 час) берут выборки небольшого объема (обычно n =5). Для взятой выборки вычисляют среднее арифметическое значение контролируемого параметра и размахи Ri , значения которых в виде точек наносят на соответствующие диаграммы. Если точки не выходят за пределы контрольных линий и на диаграмме , то это свидетельствует о том, что процесс находится в устойчивом состоянии, а вся обработанная партии деталей может быть принята как годная.

Если же при наблюдениях окажется, что  выходит за контрольные линии и , то в этом случае возможно появление брака или брак уже появился, поэтому необходимо остановить технологический процесс и произвести его регулировку. Вся изготовленная за этот период продукция, т.е. за период предшествующей и настоящей выборкой, должна быть проверена.

В тех случаях, когда точки средних значений находятся в пределах контрольных линий и , а точка размаха вышла за границы ВR  и HR , следует найти причину повышенного размаха (износ  инструмента, погрешность измерения или измерительного инструмента, оснастки и т.п.) и устранить ее.

Если же точки средних значений вышли за пределы линий верхнего Вт и нижнего Нт технического пределов, то контролируемая партия считается бракованной.

Контрольная карта метод медиан и  крайних значений

Эти контрольные карты по сравнению с предыдущими имеет то преимущество, что они не требует в процессе контроля производить какие-либо вычисления. В качестве характеристик рассеивания размеров используются медианы и крайние значения выборок.

Для определения медианы и крайних значений выборки надо контролируемые значения параметров изделий в выборке ранжировать по возрастанию. В этом случав процесс контроля значительно упрощается, так как на диаграмму наносятся непосредственно действительные результаты измерений всех деталей выборки в виде точек.

Так  как эти точки на диаграмме располагаются в степени  возрастания их значений, то при нечетном числе n экземпляров  в  выборке медианой будет являться  (n+1)/2 значение наблюдаемой величины, Медиана в данном случае заменяет среднеарифметическое значение выборки и дает возможность судить о состоянии настройки процесса. В качества меры рассеивания в данном случае используются крайние значения выборки,  положение которых на диаграмме наглядно характеризует точность процесса в данный момент. Крайние значения заменяют собой размах выборки.

Для данной контрольной карты строится одна совмещенная диаграмма, на которой по оси ординат откладывается размер контролируемой детали, а по оси абсцисс - номера выборок или время их взятия.

Параллельно оси абсцисс на .диаграмме наносятся следующие горизонтальные контрольные линии:

Вт - линия верхнего технического предела;

 Нт – линия  нижнего технического предела;

ВМ - линия верхнего контрольного предела для медиан;

 НМ - линия нижнего контрольного предела для медиан;

ВК  и НК - линии верхнего и нижнего контрольных пределов для крайних значений выборки (рис.3)

Линии ВМ  и НМ  указывают границы, между которыми возможны колебания выборочных медиан, если центр настройки совпадает с серединой ноля допуска;

линии ВК   и НК  указывают границы возможных колебаний крайних значений.

При расчете ординат контрольных линий используют значения параметры нормального закона распределения и , полученные в результате предварительного исследования.

Ордината линии верхнего контрольного предела для медиан определяется по формуле:

   (10)

Ордината линии нижнего контрольного прадеда для медиан 
определяются по формуле:

  (11)

Ордината линии верхнего контрольного предела для крайних значений:

                                           (12)

Ордината линии нижнего контрольного предела для крайних значений:

 (13)

Значения коэффициентов КМ  и К, зависящих от объема выборки n указаны в таблице 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов КМ  и К

n	3	5	7	9	11	13 2$В2
К	2,32	2,50	2,62	2,70	2,77	2,82
КМ	2,00	1,55	1,32	1,18	1,06	1,0

 

 

° - крайние значения;  •- медианы

Рис. 3. Контрольная диаграмма для наблюдений за медианами  и крайними значениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. З. Контрольная диаграмма для наблюдений за медианами и крайними значениями.

Процесс контроля сводится к следующему.

1. Ход процесса считается нормальным,  а качество 
деталей хорошим, если медианы не выходит из внутренних 
границ ВМ и НМ, а крайние значения не выходят за внешние 
границы ВК и НК .

2. Если медианы вышли за границы ВМ и НМ,  а точки 
крайних значений не выходят за границы ВК и НК операция 
должна быть подналажена, а изготовленные до этой 
выборки детали принимаются как годные.

3. Если медиана вышла  за внутренние границы ВМ и НМ и хотя бы одна точка крайнего значения вышла за внешние границы ВК или НК, операция должна быть подналажена, а контролируемая партия проверяется дополнительно.

Если в дополнительной выборке не обнаруживаются выпадения крайних значений за пределы  ВТ, НТ , партия деталей между двумя последними выборками признается  годной; если обнаруживают – партия деталей возвращается на исправление   - в зависимости от характера отклонений.

4. Если медиана расположена в пределах внутренних границ   ВМ, НМ, а точки крайних значений вышли за внешние границы ВК,    НК , следует немедленно найти причину повышенного разброса, устранить найденную причину (износ оборудования,  инструмента, оснастки и т.п.) Для решения вопроса о качестве изготовленных деталей нужно взять из контролируемой партии  дополнительные выборки и поступить,  как указано в п. 3.