Контрольные карты (Статистическое управление процессами)

• статистический анализ состояния технологических процессов во времени, проверка технологической точности оборудования;
• анализ причин неустойчивости технологического процесса во времени;
• анализ возможностей внедряемых технологических процессов, сравнение отличающихся методов изготовления продукции (выбор материала, инструмента, режимов обработки), анализ и установление допусков;
• проведение статистического управления технологическими процессами.

Наиболее  часто применяются следующие  типы контрольных карт для количественного  признака:

• средних арифметических значений;
• размахов;
• стандартных отклонений;
• медиан;
• индивидуальных значений.

По положению  среднего арифметического значения, медианы или среднего индивидуальных значений параметра процесса осуществляется наблюдение за уровнем настройки  ТП относительно его поля допуска.

По положению  размаха, стандартного отклонения или  скользящего размаха параметра  процесса осуществляется наблюдение за уровнем рассеивания значений относительно средних.

Вариабельность  и изменение среднего могут иметь  разные причины. Поэтому предпочтительнее использовать совмещенные контрольные  карты. Они позволяют одновременно наблюдать за уровнем настройки  и рассеивания. Этим обеспечивается более надежная оценка воспроизводимости ТП и сокращается излишнее вмешательство в него.

Применение  контрольных карт для количественного  признака проходит ряд регламентированных этапов.

Предварительный статистический анализ ТП . Этап включает в себя:

• определение:
• объема подгруппы деталей;
• периодичности отбора подгруппы;
• сбор данных о состоянии технологического процесса;
• вычисление контрольных границ;
• анализ статистической управляемости технологического процесса по данным предварительного анализа.

Полученные  значения замеров заносятся в  виде точек в форму "Подготовка данных к применению контрольной  карты для количественного признака". В соответствующие графы формы  вносятся также объем подгруппы, периодичность отбора подгрупп, управляемый  параметр, код оборудования и измерительного прибора, фамилия технолога и  т.п.

Правила расчета  контрольных границ приведены в  ГОСТ Р 51814.3-2001 (Системы качества в автомобилестроении. Методы статистического управления процессами).

Приведение  технологического процесса в статистически  управляемое состояние. Для приведения ТП в статистически управляемое состояние выявленные в процессе предварительного анализа особые причины необходимо устранить или снизить их влияние на процесс.

Устранение  факторов особой изменчивости возможно несколькими путями:

• дополнительные требования к входящим материалам и ресурсам, контроль свойств, оказывающих воздействие на выход процесса;
• изменение методов и режимов работы;
• устранение внешних негативных воздействий.

Так, если причина  особой изменчивости является материал, необходимо ввести дополнительное требование к его качеству или ввести разные режимы работы, способные нивелировать негативное воздействие; возможно применение дополнительного освещение позволит оператору улучшить свою работы.

После устранения особых причин, проводится перерасчет контрольных границ. При необходимости  организуется дополнительный сбор данных о процессе. При перерасчете контрольных  границ необходимо исключить подгруппы, соответствующие периодам статистической неуправляемости процесса, при условии, что особые причины были определены и устранены.

Подготовка  контрольной карты. По результатам статистического предварительного анализа технологического процесса оформляется "Эталонная карта статистического управления для количественного признака" в одном экземпляре.

В соответствующие  графы "Эталонной карты статистического  управления для количественного  признака" вносятся необходимые  сведения, рассчитанные контрольные  границы.

Персонал  подразделения оформляет в технологической  документации изменения, связанные  с введением статистического  управления. Персонал регистрирует также "Эталонную карту статистического  управления для количественного  признака" в специальном журнале  для регистрации запуска карты.

"Рабочая  карта статистического управления  для количественного признака" формируется по данным, содержащимся  в "Эталонной карте статистического  управления для количественного  признака". В "Рабочую карту"  заносятся все необходимые данные, на поле "Контрольная карта"  наносятся контрольные границы  и шкала карты. 

Пример заполнения контрольной карты для количественного  признака приведен на рисунке 3 и 4.

Ведение контрольной карты. Ответственный персонал выполняет последовательные замеры параметров процесса или замеры параметров деталей.

Отбор подгрупп осуществляется с периодичностью и  в объеме, указанном в рабочей  карте.

Каждая деталь подгруппы измеряется по управляемому параметру и при необходимости  по контролируемым параметрам.

При обнаружении  грубых отклонений по размерам следует  вторично измерить детали подгруппы, чтобы  исключить возможные ошибки при  измерении.

Заполнение "Рабочей карты статистического  управления для количественного  признака" проводится в соответствии со следующим порядком:

• на рабочей карте отмечается дата и время (час), в течение которого осуществлялись очередные замеры управляемого параметра;
• в соответствующие графы рабочей карты заносятся результаты измерений управляемого параметра деталей подгруппы.

Определяются  значения статистических характеристик  подгруппы. Полученные статистические характеристики наносятся точками  на соответствующие контрольные  карты. Точки, соответствующие статистическим характеристикам очередных подгрупп, соединяются прямой линией.

Каждый случай разладки технологического процесса регистрируется на контрольной карте стрелкой с условным номером обозначения несоответствий технической операции, перерывы в работе - разрывами контрольной карты.

 
Рисунок 3. Х контрольная карта  
 
 
Рисунок 4. S контрольная карта

Оценка  состояния ТП по контрольной  карте осуществляется следующим образом:

• сопоставляется положение статистических характеристик (среднее арифметическое, медиана, размах, стандартное отклонение) относительно своих средних значений и контрольных границ;
• по положению точек на контрольной карте относительно соответствующих контрольных границ оценивается либо уровень настроенности, либо уровень рассеивания технологического процесса.

Таким образом, в идеальном случае все точки  на обеих картах будут лежать между верхней и нижней контрольными границами, большей частью близко от средней линии. В этом случае есть все основания утверждать, что процесс стабилен, доля неслучайной изменчивости мала.

В другом случае будут наблюдаться группировки  точек, выходы за контрольные границы.

Для выявления  особой изменчивости применяются правило  контроля группировки точек:

• из 3 точек 2 лежат ниже/выше среднего больше чем на два СКО;
• из 5 точек 4 лежат выше/ниже среднего больше чем на одно СКО;
• 7 точек подряд лежит по одну сторону от средней линии;
• 6 точек монотонно возрастают;
• из 10 точек 8 монотонно возрастают/убывают;
• из 2-х точек вторая лежит по крайней мере на четыре СКО выше/ниже первой.

Корректировка и перерасчет контрольных границ. При нахождении технологического процесса в статистически управляемом состоянии персонал регулярно проводит анализ данных. Если в результате анализа установлено, что процесс улучшается, то уточняются контрольные границы по данным, содержащимся в рабочих картах. При расчете новых контрольных границ исключаются особые точки, причины которых выявлены и устранены.

Заметим, что  может возникнуть ситуация, когда  возникли не устраняемые на длительном интервале времени особые причины. Тогда процесс ухудшается, и контрольные  границы занимают менее выгодное положение.

После расчета  новых контрольных границ "Эталонная  карта статистического управления для количественного признака" переоформляется. Оформление "Эталонной  карты статистического управления для количественного признака" проводится в соответствии с правилом, указанном выше.