مقدمه
به منظور جلوگیری از ضایعات، افزایش بهره وری در واحدهای تولیدی و خدماتی، جلب رضایت خاطر مشتریان داخلی و خارجی و افزایش صادرات، ایجاب می‌کند تا شرکتها و کارخانجات کنترل کیفیت را تولید کالا و خدمات خود لحاظ کرده و روز به روز سطح آن را افزایش دهند. برای افزایش سطح کنترل کیفیت لازم است که از طریق وضع کنترلها و بازرسیهای متناوب و سختگیرانه در راستای این امر اقدام شود.
برای کنترل کیفیت فرایند تولید در طی زمان و اینکه آیا فرایند تحت کنترل است یا خیر؟ می‌توان از S.P.C و خصوصاً از ابزار نمودارهای کنترلی SPC استفاده کرد.
همچنین برای اخذ تصمیمات مختلف در طول فرایند تولید از سیستمهای اندازه گیری که به عنوان ابزار دقیق (Gauge) معروف هستند استفاده می‌شود. اگر چه اغلب واحدهای تولیدی از انواع مختلف سیستمهای اندازه گیری استفاده می‌کنند ولی متأسفانه از تحت کنترل بدون و یا با صلاحیت بودن (کارایی) آنها اطلاع کمی دارند و بطور کلی از میزان نوسانات مربوط به علل خاص و علل عام در فرایند اندازه گیری هیچگونه اطلاعی در دست نبوده و مسئولان همچنان از وسایل اندازه گیری (ابزار دقیق) با این فرض که این وسایل کارشان را دقیق انجام می‌دهند، استفاده می‌کنند.
در اینجا مبحثی به نام تجزیه و تحلیل سیستمهای اندازه گیری (M.S.A) مطرح می‌شود که هدف آن ارائه دستورالعملهایی است که به مهندسان و مسئولان سیستمهای اندازه گیری کمک کند تا با تدوین رویه‌هایی، کیفیت سیستم اندازه گیری را تعیین کند.
معرفی محل کارآموزی
شرکت صنعتی مددرویان در آدرس میدان بسیج، جاده خاوران کیلومتر 46، شهرک صنعتی عباس آباد، خیابان خلیج فارس، خیابان آبنوس، نبش تقاطع چهارم واقع شده است.
مساحت زمین شرکت 13 هکتار است که سالنهای تولید و مونتاژ هر کدام 22000 متر مربع مساحت دارند.
ابتدای شروع فعالیت آن به سال 1360 می‌رسد و آقایان علی خندان و عزیز ا.. لواسانی مدیران شرکت می‌باشند.
همچنین شرکت گواهینامه A ساپکو را دارا و همچنین گواهینامه QM2000 – IS0100-2002, IS09001 در اختیار دارد.
پرسنل شاغل در آن شامل : 170 نفر اپراتور 12 نفر کنترل کیفیت 5 نفر تدارکات، نفر فنی مهندسی، 6 نفر برنامه ریزی و 11 نفر نفر امور مالی می‌باشد.
فعالیت عمده این شرکت تولید جکهای پیکان، پراید، پژو، مزدا و غیره ... می‌باشد و همچنین تولید قطعات مورد نیاز خودرو مانند : حافظ ستون پراید، لولای درب موتور سمند، میله در موتور مزدا، براکت چراغ پراید، لوله بوستر نیسان و درب باک پراید. در این شرکت انجام می‌شود و ظرفیت تولید انواع جک 1 میلیون عدد و واشر مندل 100 هزار و براکت چراغ 100 هزار عدد در سال می‌باشد.
برخی از دستگاه‌های مورد استفاده در این شرکت را می‌توان به ترتیب ذیل نام برد :
پرس ضربه‌ای از 6 الی 120 تن 17 عدد پرس هیدرولیک 60 و 120 تن هر کدام یک عدد دستگاه رولینگ: 2 عدد دریل 4 عدد پرس جوش 2 عدد دستگاه تراش 3 عدد دستگاه تراپل 1 عدد پرچ دستی 4 عدد جوش CO2 خط شستشو با 5 حوضچه دستگاه رنگ الکترواستاتیک
شرکت صنعتی مدد رویان
نمودار سازمانی مشاغل شرکت صنعتی مدد رویان
در اینجا ما به دو مبحث کیفی M.S.A و S.P.C به صورت خلاصه و گزارشی اکتفا می‌کنیم.
تجزیه و تحلیل سیستمهای اندازه‌گیری (M.S.A)
هدف: شناخت انواع نوسانات در فرایند اندازه‌گیری مرتبط با عکس‌العملهایی که سیستم اندازه‌گیری با عوامل محیطی خود داشته و با توجه به این نوسانات از قابل اعتماد بودن نتایج حاصل از اندازه‌گیری اطمینان حاصل شود.
دامنه کار: ابزارهای بازرسی نیروی انسانی مرتبط
شرایط اولیه انجام روش: مدیر کنترل کیفیت که مسئولیت اجرایی این روش را بر عهده دارد باید:
1 مشخصه مورد اندازه‌گیری را مطابق برنامه کنترل محصول تولیدی انتخاب کند.
2 انتخاب ویژگی آماری (خطایی) که باید مورد بررسی قرار گیرد.
3 تعداد بازرسی‌ها، قطعات معیوب و دفعات اندازه‌گیری را تعیین کند.
4 مسئول انجام اندازه‌گیری را انتخاب کند.
5 کالیبره بودن تجهیزات اندازه‌گیری اطمینان داشته باشد.
6 از ابزاری با دقت حداقل 10 برابر دقت تلرانس مشخصه مورد بررسی استفاده کند.
7 جمع‌آوری اطلاعات تحت شرایط اندازه‌گیری کور یعنی توسط فردی که نمی‌تواند سیستم اندازه‌گیری در حال ارزیابی است انجام شود.
مراحل انجام روش M.S.A که در این گزارش ارائه شده است به ترتیب شامل:
تعیین توانایی ابزار اندازه‌گیری (cg, cgk) تعیین ثبات ابزار اندازه‌گیری، تعیین ارتباط خطی ابزار اندازه‌گیری، آنالیز سیستم اندازه‌گیری داده‌های کمی و آنالیز سیستم اندازه‌گیری داده‌های وصفی می‌باشد.
توانایی ابزار اندازه‌گیری Capability of Gouge (cg)
ابتدا برای هر ابزار و هر موقعیت اندازه‌گیری باید توانایی ابزار اندازه‌گیری محاسبه شود تا ملاحظه شود که آیا ابزار صلاحیت (توانایی) حداقلی که مورد پذیرش شرکت است یعنی عدد یک را داراست یا خیر؟
برای محاسبه cg,cgk که همانند cp,cpk تفسیر می‌شود به ترتیب ذیل عمل می‌کنیم:
1 ابتدا قطعه‌ای که اندازه‌اش را داریم به عنوان مرجع انتخاب می‌کنیم ()
2 5025 بار قطعه مرجع اندازه‌گیری می‌شود و در هر بار اندازه‌گیری قطعه را روی زمین گذاشته و سپس برمی‌داریم.
3 نتایج را ثبت کرده و سپس نمودار روند را برای تأیید تصادفی بودن مشاهدات رسم می‌کنیم.
4 مقادیر Sg, Xg را بصورت مقابل محاسبه می‌کنیم.
5 محاسبه تمایل (Bios)
6 شاخص‌های توانایی ابزار (cg, cgk) را از جدول زیر محاسبه می‌کنیم.
براساس حدود فرایند
براساس حدود تلرانس
33/1
1
حداقل معیار پذیرش
7 مقایسه نتیجه با حداقل معیار پذیرش: در صورتی که نتیجه کمتر از حداقل معیار پذیرش نباشد، توانایی ابزار تأیید می‌شود در غیراینصورت، ابزار اندازه‌گیری صلاحیت ندارد.
(مثالها مشاهده می‌شود)
تعیین ثبات (Stability)
برای یک موقعیت اندازه‌گیری از هر ابزار یک مرحله ثبات که شامل بررسی دقت و صحت ابزار اندازه‌گیری در طی زمان است، انجام می‌گیرد. اندازه‌گیری برای (بررسی) ثبات سیستم اندازه‌گیری، قطعه مرجع (شبیه قطعات تولیدی) را با استفاده از همان وسیله اندازه‌گیری که باید ثبات آن بررسی گردد، اندازه‌گیری کنند. این کار به مدت 25 روز کاری و در هر روز 3 تا 5 نوبت قطعه اندازه‌گیری و سوابق در فرم نمودار کنترلی ثبت می‌گردد.
با رسم نمودارهای برای داده‌های بدست آمده، در صورت تحت کنترل بودن این نمودار، به عنوان نمودار مبنا تلقی شده و از حدود آنها برای بررسی ثبات فرایند اندازه‌گیری استفاده می‌شود، در غیر اینصورت نیاز به اقدام اصلاحی برای برقراری ثبات داریم.
همچنین با شناسایی حالتهای خارج از کنترل و علل آن و حذف حالتهای خارج از کنترل شرایط ثبات برقرار می‌شود. علل خارج از کنترل بودن معمولاً نشان از تغییر در قطعه مرجع یا تغییر در فرایند است که نیاز به اصلاح دارد.
نمودار x، تغییرات تمایل سیستم اندازه‌گیری در طی زمان و نمودار R، تغییرات دقت سیستم اندازه‌گیری در طی زمان را می‌رسانند، بدیهی است که هرچه R در طی زمان کاهش یابد، نشان دهنده دقت بیشتر و بهبود سیستم اندازه‌گیری می‌باشد.
در ضمن حدود کنترل نمودار به صورت ذیل محاسبه می‌شود:
و
و
در خصوص تناوب نمونه‌برداری که اگر تولید محموله‌ای است، اندازه گیری پس از تولید کامل هر محموله انجام شود. همچنین هنگام استفاده از یک ابزار جدید اندازه‌گیری، باید فواصل اندازه‌گیری کوتاه‌تر باشد تا زمانی که ابزار اندازه‌گیری به مدت چند ماه از ثبات برخوردار باشد آن ابزار قابل قبول است. و در آخر اندازه‌گیری قطعه مرجع در زمانهای متفاوت و کاملاً تصادفی انجام شود.
(مثالها مشاهده شود)
تعیین ارتباط خطی (Linearity)
در این قسمت لازم است برای هر ابزار اندازه‌گیری یکبار ارتباط خطی آن اندازه‌گیری شود تا مقدار تمایل اندازه‌گیری در کل محدوده کاربرد آن محاسبه نماییم. ابزاری مورد قبول است که تفاوت در تمایل اندازه‌های بدست آمده در طول محدوده کاربرد اندازه‌گیری خط راست ایجاد کند در غیر اینصورت غیرقابل قبول می‌باشد.
در حقیقت نمودار ارتباط خطی شامل اندازه واقعی (محور افقی) و میانگین تمایل‌ها (محور عمودی) می‌باشد.
روش محاسبه ارتباط خطی
5 قطعه را که اندازه آنها کل محدوده مورد استفاده ابزار اندازه‌گیری را می‌پوشاند را به شکل تصادفی انتخاب کنیم (فواصل قطعات مساوی باشد) بعنوان مثا اگر کولیس mm200 باشد 5 قطعه مرجع 40، 80، 120، 160 و 200 میلیمتری را انتخاب می‌کنیم (5n=)
اندازه واقعی هر یک از این قطعات را از طریق اندازه‌گیری با یک ابزار اندازه‌گیری دقیق‌تر بدست می‌آوریم.
هر یک از این قطعات را 12 بار توسط فردی که معمولاً قطعات را در فرایند اندازه‌گیری می‌کند، اندازه‌گیری می‌کنیم.
مقدار تمایل هر قطعه را برای هر بار اندازه‌گیری بدست می‌آوریم.
اندازه مرجع - میانگین = تمایل
میانگین تمایل‌ها و اندازه واقعی قطعات را به صورت نمودار ارتباط خطی رسم می‌کنیم (مقدار تمایل با y و اندازه واقعی قطعه با x نمایش داده می‌شود).
خطی که بهترین موقعیت در میان نقاط ترسیم شده را دارد را با استفاده از روش حداقل مربعات خطا برازش می‌کنیم.
aشیب خط =
معادله خط برازش شده : Y=ax+b
توجه: هر چه مقدار به عدد یک نزدیکتر باشد، بین نقاط ترسیم شده در نمودار، ارتباط خطی بهتری برقرار است. (مقادیر بالاتر از 7/0 مناسب است)
توجه: هر چه درصد خطی بودن به صفر نزدیکتر باشد، شیب خط کمتر است (تمایل و تفاوت کلی دیده می‌شود) = درصد خطی بودن
اگر سیستم اندازه‌گیری ارتباط غیرخطی داشته باشد باید در خصوص دلایل زیر بررسی لازم انجام گیرد:
کالیبره نشدن دستگاه اندازه‌گیری در محدوده اندازه‌گیری آن
بروز خطا به هنگام جمع‌آوری نمونه‌های اصلی
مستهلک شدن دستگاه اندازه‌گیری
بروز برخی مشکلات در طرح مشخصات داخلی دستگاه
توجه: در صورتی که ابزار اندازه گیری دارای ارتباط خطی نباشد، شاید بتوان از آن ابزار، فقط برای اندازه‌گیری مشخصه‌ای خاص استفاده کرد.
(مثالها مشاهده شود)
آنالیز سیستمهای اندازه‌گیری داده‌های کمی
اگر در مرحله‌ای S.P.C برای داده‌های کمی انجام شود قبل از آن باید M.S.A کمی متناسب با آن انجام شود. در غیر اینصورت لزومی به بررسی M.S.A برای داده‌های کمی نمی‌باشد.
با استفاده از جدول ذیل، پس از تعیین تعداد قطعات و تعداد بازرسیهای مکرر، نسببت به انجام اندازه‌گیری توسط هر یک از بازرسان / ابزار اقدام و نتایج را در فرم آنالیز سیستم اندازه‌گیری داده‌ای کمی ثبت می‌کنیم.
در ابتدا لازم است که به تعریف تکرارپذیری و تکثیرپذیری بپردازیم:
تکرارپذیری (Repeat ability): پراکندگی ناشی از سیستم (بوسیله اندازه‌گیری) به هنگام اندازه‌گیری مکرر قطعات است.
تکثیر پذیری (Reproduciability): پراکندگی ناشی از تغییر هر یک از عوامل مؤثر در سیستم اندازه‌گیری (مانند اپراتور اندازه‌گیری، ابزار و ...) در هنگام مکرر قطعات است.
ترسیم نمودار دامنه (R) و محاسبه تکرارپذیری
محاسبه دامنه تغییرات مربوط به هر زیر گروه (هر قطعه) را برای هر یک از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذیل:
(برای هر قطعه)
محاسبه متوسط دامنه تغییرات را برای هر یک از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذیل:
(برای هر بازرس) تعداد قطعه : n
محاسبه میانگین کل دامنه تغییرات مطابق فرمول ذیل:
تعداد بازرس / ابزار : m
حدود کنترلی را مطابق فرمولهای ذیل محاسبه و نسبت به رسم نمودار R برای بازرسان / ابزار اقدام می‌نمائیم.
d2: از روی جداول به ازای مقادیر m (تعداد تکرار اندازه‌گیری) و g (تعداد قطعه‌ها × تعداد بازرسان) بدست می‌آید.
ترسیم نمودار میانگین () و محاسبه تکثیرپذیری
محاسبه میانگین اندازه‌های مربوط به هر زیر گروه (هر قطعه) را برای هر یک از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذیل:
تعداد تکرار اندازه‌گیری : r
محاسبه میانگین اندازه‌های ثبت شده برای هر یک از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذیل:
محاسبه دامنه تغییرات میانگین اندازه‌های ثبت شده مربوط به بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذیل:
های بازرسان) (بین
محاسبه مقدار خطای تجدیدپذیری (خطای بازرسین) مطابق فرمول ذیل:
d2: از روی جدول به ازای مقادیر m (تعداد بازرس) و 1g= بدست می‌آید:
تحلیل نمودار دامنه (R)
اگر تمام نقاط در محدوده کنترل باشند، تمامی اپراتورها کار اندازه‌گیری را مشابه یکدیگر انجام می‌دهند.
اگر نتایج کار یک بازرس خارج از حدود کنترل باشد، نشان دهنده این است که عملکردش با سایر بازرسان متفاوت است.
اگر نتایج کار هر دو بازرس خارج از حدود کنترل باشد، نشان دهنده این است که سیستم اندازه‌گیری به روش عملکرد هر دو نفر حساسیت نشان داده و در این شرایط آموزش آنها جهت بهبود روش کار ضرورت دارد.
تحلیل نمودار میانگین ()
در صورتیکه حداقل 50% نقاط خارج از حدود کنترل باشد، نوسان سیستم اندازه‌گیری کمتر از نوسانات فرایند تولید بوده و سیستم قادر به شناسایی نوسانات فرایند می‌باشد و جهت کنترل مشخصه مورد نظر مناسب است در غیر اینصورت نیاز به اصلاح دارد.
در صورتيكه حداقل 50% نقاط خارج از حدود كنترل باشد، نوسان سيستم اندازه‌گيري كمتر از نوسانات فرايند توليد بوده و سيستم قادر به شناسايي نوسانات فرايند مي‌باشد و جهت كنترل مشخصه مورد نظر مناسب است در غير اينصورت نياز به اصلاح دارد.
شاخص R & R%
به منظور تعيين ميزان دقت سيستم اندازه‌گيري بايد انحراف معيار آن محاسبه شود تا بوسيله آن، دامنه نوسانات تعيين شود براي اين كار از R&R استفاده مي‌شود.
در واقع R&R نشان دهنده يك فاصله اطمينان 99% براي دامنه نوسانات سيستم اندازه‌گيري است.
ـ اگر R&R% كمتر از 20% باشد، سيستم اندازه‌گيري قابل قبول است (جهت ابزار جديد حداكثر سطح پذيرش 10% است)
ـ اگر R&R% بين 20 تا 30% باشد سيستم اندازه‌گيري مشروط است. پذيرش يا عدم پذيرش سيستم اندازه‌گيري به اهميت فعاليت اندازه‌گيري، هزينه ابزار، هزينه تعميرات، نظر مشتري و غيره بستگي دارد.
ـ اگر R&R% بيش از 30% باشد، سيستم اندازه‌گيري مورد قبول نيست. درصد خطاهاي EV,AV بايد بررسي شده و اقدام اصلاحي انجام شود.
AV% = AV / RF × 100% EV% = EV / RF × 100%
مقادير RF
الف) اگر براي پارامتر مورد نظر S.P.C اجرا مي‌شود، انحراف معيار فرايند () عنوان مقدار مرجع است.
(براي فاصله اطمينان 99 درصد مقدار ()
ب) اگر براي پارامتر مورد نظر S.P.C اجرا نمي‌شود و از طرف مشتري، مشخصات فني داده شده است، تلرانس نقشه به جاي RF
ج) اگر از طرف مشتري مشخصات فني داده نشده است و همچنين S.P.C اجرا نمي‌شود از استفاده مي‌شود.
نوسانات قطعه به قطعه (PV)
نوسانهاي قطعه به قطعه در واقع نماينده نوسانهاي واقعي فرايند توليد (پراكندگي قطعات استفاده شده در آزمايش) هستند.
Rp: اختلاف كمترين و بيشترين، ميانگين كل هر قطعه
d2: از روي جدول به ازاي مقادير m (تعداد قطعه) و 1 g= بدست مي‌آيد.
PV%=PV/RF × 100%
اگر در نمودار ، حداقل 50 درصد نقاط خارج از حدود موردنظر باشند آن سيستم اندازه‌گيري مورد قبول است يعني كه سيستم اندازه‌گيري توان تشخيص نوسانهاي طبيعي قطعات را دارد در غير اينصورت خطاي تكرارپذيري آنقدر زياد است كه حتي نوسانهاي قطعات را نيز تشخيص نمي‌دهد. ولي در مورد نمودار R، تحت كنترل بدون نمودار مطلوب مي‌باشد و بيانگر اين است كه بين اپراتورها تكرارپذيري مناسبي وجود دارد.
قدرت تفكيك (Discrimination)
قدرت تفكيك يك سيستم اندازه‌گيري (ابزار) يعني حداقل فواصل قابل تشخيص نوسانهاي فرايند توليد توسط سيستم اندازه‌گيري
ـ در صورتيكه سيستم اندازه‌گيري داراي توانايي تفكيك مناسب نباشد، ممكن است توان تشخيص نوسانهاي موجود در فرايند را در قطعاتي كه مورد اندازه‌گيري قرار مي‌گيرند را نداشته باشد.
ـ همچنين در مطالعات S.P.C حداكثر 3 نقطه داخل حدود كنترل نمودار R قرار گيرند و يا يك چهارم اعداد بدست آمده صفر باشند، ابزار قدرت تفكيك مناسب ندارند.
ـ در بررسي نمودار به هنگام مطالعه R&R خارج بودن حداقل 50 درصد نقاط از حدود كنترل نشان‌دهنده اين است كه ابزار داراي قدرت تفكيك مناسب است.
قدرت تفكيك =
عدد حاصل از رابطه بالا را به نزديكترين عدد صحيح گرد مي‌كنيم حال اگر كوچكتر از 2 بود سيستم مناسب نيست و اگر برابر با 2 بود سيستم فقط براي حالت بازرسي مناسب است ولي اگر قدرت تفكيك بالاتر از 5 باشد سيستم براي تعيين مشخصات فرايند مناسب است.
(مثالها مشاهده شود)
آناليز سيستمهاي اندازه‌گيري داده‌هاي وصفي
همانند داده‌هاي كمي، اگر در مرحله‌اي براي داده‌هاي وصفي S.P.C انجام مي‌شود قبل از آن بايد M.S.A وصفي متناسب با آن انجام شود. در غير اينصورت لزومي به بررسي MSA براي داده‌هاي وصفي وجود ندارد.
در اندازه‌گيري قابليت بازرسي داده‌هاي وصفي تأكيد بر دو موضوع ذيل است:
قابليت (كارايي) اپراتورها در شناسايي قطعات منطبق و نامنطبق
ميزان تمايل آنها به رد يك قطعه سالم يا قبول يك قطعه ناسالم
در ابتدا لازم است شاخص كارايي هر اپراتور را از رابطه ذيل محاسبه كنيم:
تعداد دفعاتي كه وضعيت قطعه به درستي تشخيص داده شده
E =
تعداد دفعاتي كه هر قطعه بازرسي شده × تعداد قطعاتي كه در آزمايش استفاده شده
گام بعدي محاسبه احتمال عدم شناسايي قطعه نامنطبق است:
تعداد دفعاتي كه قطعه نامنطبق شناسايي نشده
P(miss) =
تعداد دفعاتي كه هر قطعه بازرسي شده × تعداد قطعات نامنطبق استفاده شده در آزمايش
گام بعدی محاسبه احتمال هشدار اشتباه (شانس رد یک قطعه سالم) است:
تعداد دفعاتی که قطعه سالم به اشتباه رد شده
P(FA) =
تعداد دفعاتی که هر قطعه بازرسی شده × تعداد قطعات منطبق استفاده شده در آزمایش
گام آخر محاسبه تمايل (Bios) است، شاخصي كه ميزان تمايل اپراتورها را به طبقه‌بندي قطعات تحت عنوان سالم يا نامنطبق نمايش مي‌دهد و همواره عددي بزرگتر يا مساوي صفر است.
اگر 1B = باشد، اپراتور هيچگونه تمايلي در رد يا قبول قطعات ندارد و اگر 1B> باشد، تمايل اپراتور به رد كردن قطعات است و اگر 1B< باشد، تمايل اپراتور به پذيرش قطعات است.
نمونه‌برداري داده‌هاي وصفي
جمع‌آوري داده‌هاي وصفي برعكس داده‌هاي كمي بايد آگاهانه توسط سرپرست مهندس فرايند انتخاب شود و با دستگاههاي دقيق تحت عنوان (منطبق) يا (نامنطبق) دسته‌بندي شوند. تعداد قطعات و تعداد تكرار بازرسي مطابق جدول ذيل در نظر گرفته مي‌شود.
از ميان قطعات بايد يك سوم كاملاً نامنطبق، يك سوم كاملاً منطبق و يك سوم حاشيه‌اي (50% منطق و 50% نامنطبق) انتخاب شده و پس از علامتگذاري، قطعات به تصادف توسط هر يك از بازرسان، بازرسي و نتايج در فرم داده‌هاي وصفي ثبت مي‌شود. پس از محاسبه شاخصها، بايد نتايج حاصله تجزيه و تحليل شود، براي اين منظور جدول زير كمك به تجزيه و تحليل سريع‌تر ما مي‌كندد:
در هنگام محاسبه شاخصها ممكن است به موارد خاصي برخورد كنيم كه ميتوانيم از جدول زير كمك بگيريم:
تذكر: براي هر اپراتور / ابزار غيرقابل قبول يا حاشيه‌اي بايد اقدام اصلاحي انجام شود و پس از انجام اقدامات اصلاحي مورد نظر، مطالعات قابليت بازرسي بايد تكرار شود.
تذكر: با ورود بازرس جديد به سيستم، به تنهايي او را در فواصل زماني كوتاه مورد مطالعه قرار داده تا از كارايي صحيح او اطمينان حاصل شود.
تذكر: به منظور حصول از ثبات سيستم، لازم است ارزيابي در دوره‌هاي سه ماهه انجام شود.
(مثالها مشاهده شود)
كنترل فرايند آماري (S.P.C)
كنترل فرايند آماري از سالهاي دهه 1930 با استفاده صنعتي از نمودار كنترل توسط دكتر دبيلو.ا.شوهارت از شركت آزمايشگاههاي بل آغاز گرديد و در آن زمان، دكتر ويليام ادوارد ز دمينگ در شركت وسترن الكتريك با آقاي دكتر شوهارت همكار بود و در ارائه ايده‌هاي جديد كيفي با او همكاري مي‌كرد.
در جنگ جهاني دوم، شرايط بكارگيري روشهاي آماري كيفيت در صنايع مختلف ايالات متحده مهيا شده در آن هنگام، تغيير خطوط توليدي براي پاسخگويي به مقتضيات شرايط نيمه جنگي يا جنگي با اشكالات جدي همراه بود، اما به كارگيري كنترل كيفيت ايالات متحده را تا در ساخت انبوهي تجهيزات نظامي ارزان قيمت توليد كند.
SPC ابزارهاي قدرتمندي براي حل مسئله كه از طريق كاهش تغييرات محصول خروجي، قابليت يك فرايند را بهبود بخشيده و تثبيت مي‌كند.
در ابتداي شروع كار، معمولاً از نمودارهاي وصفي بيشتر استفاده مي‌شود و نمودرهاي كمي كمتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد بعد از آنكه فرايند را بيشتر شناختيم، ميتوانيم نمودارهاي كمي را جايگزين نمودارهاي وصفي كنيم.
در هر سازماني قبل از SPC يك Plan تعيين مي‌كنيم. آيتمهايي كه در SPC لازم است را در Plan مي‌آوريم.
آيتمها عبارتند از:
1ـ توافق با مشتري
2ـ تشخيص تيم SPC (تيم شامل 1 نفر فني از واحد QC، يك نفر از واحد مهندسي، يك نفر از واحد توليد
3ـ مشخصه ايمني و مقرراتي (در هر محصول چندين مشخصه ايمني ]خواسته مشتري[ و استاندارد وجود دارد.
قبل از انجام SPC تمام دستگاهها بايد قابليت توليد داشته باشند. يعني CNK آنها از 67/1 بيشتر باشد.
ابزارهاي هفتگانه SPC
برگه ثبت داده‌ها ـ هيستوگرام ـ دياگرام پارتو ـ نمودار علت و معلول ـ نمودار تمركز خرابي‌ها ـ نمودار پراكندگي ـ نمودار كنترل
بدليل اينكه از ميان ابزارهاي هفتگانه SPC، نمودار كنترل مهمترين و پيچيده‌ترين آنهاست، در اينجا ما فقط به نمودار كنترل اشاره مي‌كنيم، با استفاده از نمودارهاي كنترل مي‌توان نوسانات فرايند را تحت كنترل درآورد و با اقدامات پيشگيرانه از توليد محصول خراب جلوگيري كرد، اساس نمودارهاي كنترل، بر توزيع نرمال استوار است. مقدار CL در نمودار كنترل، براي ميانگين توزيع نرمال، مقدار UCL معمولاً برابر ميانگين به اضافه سه برابر انحراف معيار توزيع نرمال و مقدار LCL برابر ميانگين منهاي سه برابر انحراف معيار توزيع نرمال است. در حقيقت فاصله بين UCL.LCL شامل 73/99 درصد توزيع نرمال خواهد بود.
نمودارهاي كنترل ( داده‌هاي كمي
اصول آماري نمودارهاي كنترل
اگر نمونه‌اي n تايي از مشخصه كمي موردنظر باشد، در آن صورت، ميانگين اين نمونه‌ها به صورت زير خواهد بود:
طبق قضيه حد مركزي، با انتخاب اندازه نمونه مناسب، توزيع نرمال مي‌شود. در نتيجه 73/9 درصد داده‌ها در داخل حدود كنترلي ذيل قرار مي‌گيرد:
بنابراين با بدست آوردن جامعه ها، مي‌توان حدود كنترل نموار را تعيين كرد. معمولاً بدست آوردن مقادير واقعي امكان‌پذير نيست و در عمل، مقادير اين گزينه‌ها، با استفاده از نمونه‌گيري تخمين زده مي‌شود.
براي تخمين اين گزينه‌ها، ابتدا m نمونه n تايي تهيه مي‌شود، مقدار m معمولاً بين 25 تا 30 بار و اندازه نمونه (n) اغلب كوچك و حدود 5 مشاهده است. اگر ميانگين نمونه‌هاي n تايي باشند، در آن صورت، بهترين تخمين براي ميانگين جامعه ها، ميانگين كل است كه به صورت ذيل تعريف مي‌شود:
مقدار ، نمايانگر اندازه متناظر با خط مركزي نمودار است.
براي تخمين مقدار را مي‌توان بوسيله انحراف معيارها يا دامنه‌هاي m نمونه تخمين زد. در اينجا چون تعداد نمونه‌ها 5 است، از روش دامنه (R) استفاده مي‌شود. دامنه و مربوط به هر نمونه، برابر اختلاف بين بزرگترين مشاهده و كوچكترين مشاهده در همان نمونه است. يعني:
اگر دامنه m نمونه باشد، دامنه متوسط را مي‌توان از رابطه زير بدست آورد:
با فرض اينكه مشخصه كيفي مورد نظر تقريباً نرمال باشد، در آن صورت، رابطة مقابل برقرار است:
d2 نيز مقدار ثابتي است كه به اندازه نمونه n بستگي دارد و براي 5 n= مقدار d2 برابر با 326/2 است.
اگر و بعنوان تخمين زننده‌هاي استفاده شوند، آنگاه نمودار حدود زير را خواهد داشت:
مقدار فقط به n بستگي دارد و با A2 نشان داده مي‌شود در اينصورت:
كه در آن A2 به ازاي 5 n= مقداري برابر با 577/0 دارد.
اصول آماري نمودار كنترل (R)
از R به عنوان تخميني براي انحراف معيار استفاده مي‌شود. با رسم مقادير R بر روي نمودار كنترلي مي‌توان تغييرپذيري فرايند را كنترل كرد. اين نمودار كنترل را نمودار R مي‌نامند. حدود اين نمودار به راحتي نمودار قابل محاسبه است. خط مركزي اين نمودار برابر است و براي محاسبه حدود كنترل آن به تخمين صحيحي را نياز داريم.
با فرض اينكه مشخصه مورد نظر تقريباً توزيع نرمال داشته باشد، رابطه ذيل بين و وجود دارد: در نتيجه حدود كنترلي نمودار برابر است با:
اگر مقادير D4,D3 را به صورت زير تعريف كنيم:
و
آنگاه حدود كنترل نمودار R را مي‌توان به صورت ذيل نوشت:
اگر مقادير D4,D3 براي 5 n= را به ترتيب برابر صفر و 115/2 است.
پس از اينكه حدود كنترلي نمودارهاي با استفاده از نمونه‌هاي اوليه محاسبه شده، لازم است كه ميانگين و دامنه نمونه‌ها به ترتيب روي نمودارهاي كنترل ترسيم و براي بررسي رفتار نقاط روي نمودارها، اين نقاط به هم وصل مي‌شوند. اگر نقاط روي نمودار، حالت خارج از كنترل نشان دهنده، يا الگوي غيرتصادفي در آنها مشاهده شود، بايد علت را بررسي كرد. در صورتي كه اين موارد در اثر علل (انحرافات با دليل) بوجود آمده باشند، اين ارتباط حذف و حدود كنترل نمودارها دوباره محاسبه مي‌شود. اين كار تا زماني ادامه پيدا مي‌يابد كه تمام نقاط تحت كنترل قرار گيرند و از هيچگونه الگوي غيرتصادفي پيروي نكنند، البته اگر تعداد نقاط حذف شده از 4 يا 5 باشد، بايد نمونه‌گيري ديگري انجام داد.
خارج از كنترل بودن نمودار نشان دهنده تغيير در ميانگين فرايند و خارج از كنترل بودن نمودار R نشان دهنده افزايش تغيير (انحراف) در فرايند است.
(مثالها مشاهده شود)
چگونگي شروع هر برنامه S.P.C
براي توليد هر محصول جديدي يك برنامه كنترل تهيه مي‌شود كه تمام مراحل و نيازمنديهاي توليد مطلوب قطعه در آن لحاظ مي‌شود. از جمله براي كنترل كيفيت فرايند توليد، درجه اهميت C, B, A قائل مي‌شوند.
درجه اهميت A مي‌تواند هر كدام از اين موارد باشد: بازرسي 100%، SPC، خطاناپذيري.
ولي درجه اهميت B,C از طريق نمونه‌گيري با ابزار اندازه‌گيري يعني S.P.C انجام مي‌شود.
در ابتدا بايد وصفي يا كمي بودن برنامه SPC مشخص شود. اگر براي داده‌هاي وصفي S.P.C انجام مي‌شود. اندازه نمونه حداقل 50 و براي داده‌هاي كمي حداقل 5n= است و تعداد دفعات اندازه‌گيري (زير گروه) براي هر دو حالت
25 m= است.
و پس از محاسبه LCL و UCL و رسم نمودارهاي مبنا، اين حدود براي نمودارهاي جاري نيز معتبر است و فقط نمونه‌برداري مجدد، با همان شرايط انجام مي‌شود. اگر هنگام رسم نمودارها، نمودار شرايط مطلوب را نداشت (حالت خارج از كنترل داشت) دستور توقف توليد صادر مي‌شود تا تيم مديرتي كيفيت (مدير كيفيت، مدير فني و مهندسي، مدير توليد و مديرعامل) تشكيل جلسه داده و اقدام اصلاحي انجام شود و علل خارج از كنترل بودن نيز شناسايي و رفع شوند.
پس از رسم نمودار مطلوب مبنا بايد مقايسه‌اي با حداقل پذيرش CP شركت انجام شود، اگر كمتر از معيار بود اقدام اصلاحي انجام شود.
حالتهاي خارج از كنترل
يك نقطه خارج از حدود و بالا پايين نمودار كنترل
دنباله‌اي به طول 8 نقطه در يك طرف خط مركزي
6 نقطه متوالي به صورت صعودي يا نزولي
14 نقطه متوالي به صورت يك در ميان بالا و پايين
2 نقطه از سه نقطه متوالي خارج از حدود هشدار 2 انحراف معيار ولي داخل حدود كنترل (در يك طرف خط مركز)
4 نقطه از 5 نقطه متوالي خارج از حدود يك انحراف معيار (در يك طرف خط مركز)
15 نقطه متوالي در محدوده يك انحراف معيار (در دو طرف خط مركزي)
8 نقطه متوالي در مناطق دو طرف خط مركز به غير از منطقه يك انحراف معيار
روند غيرمعمولي يا غيرتصادفي براي داده‌ها (رفتار سيكلي)
يك يا چند نقطه نزديك به يك حد هشدار يا كنترل
حالتهاي خارج از كنترل (R)
يك نقطه خارج از حدود كنترل
9 نقطه متوالي در يك طرف خط مركزي
6 نقطه متوالي به صورت صعودي يا نزولي
14 نقطه متوالي به صورت يك در ميان بالا و پايين
(مثالها مشاهده شود)
مواقع استفاده از نمودار
1ـ زماني كه يك فرايند جديد به جريان مي‌افتد يا محصولي جديدي با فرايند فعلي توليد شود.
2ـ فرايند مشكل‌دار و نمودارهاي كنترلي مي‌توانند براي تشخيص علل مشكلات مورد استفاده قرار گيرند.
3ـ نمودارهاي وصفي ترسيم شده‌اند، ولي فرايند هنوز خارج از كنترل است.
4ـ حدود استاندارد و مشخصات فني داراي تولرانس بسيار تنگ است.
5ـ در مكانهايي كه اپراتور بايد تصميم بگيرد كه فرايند را دوباره تنظيم كند يا نكند.
6ـ وقتي تغيير در مشخصات فني محصول تقاضا شده باشد.
نكات مهم
1ـ بايد همزمان مورد استفاده قرار گيرند.
2ـ نمودار كنترل مبنا دائمي نيست و بايد به صورت دوره‌اي ترسيم شود.
3ـ در صورتي كه فرايند نمودار خارج از كنترل باشد، اول نقاط مربوط به نمودار R را مورد بررسي قرار داده و حدف مي‌نمائيم.
4ـ اگر رفتار فرآيند خوب است ميتوانيم نمونه‌ها را كوچكتر برداريم و دوباره اگر مشكلي پيش آمد، تعداد نمونه‌ها را زياد كنيم.
5ـ قرار گرفتن نقاط در نزديكي حدودهاي كنترلي معمولاً نشان دهنده آن است كه دو دسته اطلاعات مخلوط شده‌اند.
تفسير نمودار
يك نمودار كنترلي مي‌تواند حتي اگر كليه نقاط بين حدود كنترل رسم شوند به علت وجود روند غيرتصادفي يا سيستماتيك حالت خارج از كنترل را نشان مي‌دهد.
بسياري از موارد، روند نقاط بر روي نمودار اطلاعات مفيدي را مورد فرايند منعكس مي‌سازد كه اين اطلاعات را مي‌توان براي انجام اصلاحات مورد نياز در فرايند كه باعث كاهش تغييرپذيري آن مي‌شود (هدف اصلي كنترل فرايند آماري) استفاده نمود.
براي تفسير صحيح روندهايي كه در نمودارهاي مشاهده مي‌گردند بايد ابتدا اطمينان حاصل كرد كه شايد بهترين استراتژي حذف انحراف با دليل در نمودار R باشد. در اغلب موارد، اين كار باعث مي‌شود تا روند غيرتصادفي موجود در نمودار از بين برود. هرگز نبايد نمودار را موقعي كه نمودار R حالت خارج از كنترل را نشان مي‌دهد تفسير نمود.
در بعضي مواقع روندهاي دوره‌اي (سيكلي) بر روي نمودارهاي كنترل پايدار مي‌شوند. وجود چنين روندي بر روي نمودار ممكن است به علت تغييررات سيستماتيك محيطي نظير درجه حرارت، خستگي اپراتور، جابجائي مستمر اپراتورها و يا دستگاهها، نوسانات در ولتاژ و يا متغير ديگري كه مربوط به ماشين‌آلات توليد است به وجود مي‌آيد. در بعضي مواقع نمودار R به علت برنامه‌هاي زمان‌بندي شده تغييرات، خستگي اپراتور يا فرسودگي ابزار كه در همه حال حاكي از افزايش تغييرپذيري هستند وجود روندهايي را نشان مي‌دهند.
نمودارهاي كنترلي داده‌هاي وصفي
از نمودارهاي كنترل وصفي مشخصه‌هايي استفاده مي‌شود كه در قالب اندازه عددي قابل بيان نيستند و به صورت منطبق و نامنطبق يا معيوب و سالم تعريف مي‌شود.
حجم (اندازه) نمونه براي داده‌هاي وصفي حداقل 50 است و اگر در بكارگيري اين نمودارها از اندازه مناسب استفاده شود (براي نمودار C اندازه نمونه بايد به حدي باشد كه 15 باشد و در نمودار u اندازه نمودار بايد چنان باشد كه بزرگتر از 15 شود) و فرض نرمال بودن داده‌هاي روي نمودار تأييد شود، در آن صورت به راحتي مي‌توان از همان 4 قانون خارج از كنترلي كه براي تحت كنترل درآوردن نمودارهاي (R يا S) ارائه شد، براي شناسايي ساير حالتهاي خارج از كنترل اين نمودارها نيز استفاده كرد.
در اينجا لازم است اشاره‌اي اجمالي نمودارهاي كنترلي وصفي داشته باشيم.
نمودار P: براي كنترل درصد اقلام نامنطبق يا معيوب توليد شده
نمودار np: براي كنترل تعداد اقلام نامنطبق يا معيوب توليد شده
نمودار C: براي كنترل تعداد عيوب حاصل از يك فرايند بر روي تعداد مشخصي از محصول (اندازه نمونه ثابت)
نمودار u: براي كنترل تعداد عيوب در واحد محصول (هر دو حالت اندازه نمونه ثابت و متغير)
چون واريانس اين نمودارها، تابعي از ميانگين است براي تحت كنترل درآوردن فرايند، كنترل ميانگين آنها به تنهايي كافي است در نتيجه در فرايندهاي وصفي فقط از يك نمودار استفاده مي‌شود.
با توجه به اينكه در شركت بيشتر به نمودارهاي C,np پرداخته مي‌شود، به توضيح بيشتر در مورد اين دو نمودار مي‌پردازيم.
نمودار كنترلي np
نمودار كنترلي np براي تعداد اقلام معيوب است يعني تعداد خرابي‌ها شمارش مي‌شود و مستقيماً براي محاسبات و ثبت روي نمودار بكار مي‌رود و نياز به محاسبه نسبت معيوبات نيست. به همين دليل، براي اپراتورهاي توليدي كاركردن با نمودار np بسيار ساده‌تر از نمودار p است. اين نمودار در حقيقت يك حالت خاص از نمودار p است كه در آن، درصد محاسبه نمي‌شود ميانگين و انحراف معيار در اين نمودار با استفاده از روابط زير محاسبه مي‌شود:
كه در آن به صورت زير محاسبه مي‌شود.
در نتيجه حدود كنترل نمودار به صورت ذيل محاسبه مي‌شود:
نمودار كنترلي C
فرض كنيد براي كنترل تعداد نقصهاي موجود در تعداد مشخصي از محصول، بايد يك نمودار كنترلي C تهيه شود، براي اين منظور كافي است m (30
با انتخاب اندازه نمونه مناسب n براي C1 ها، توزيع پواسان به توزيع نرمال تبديل مي‌شود و در نتيجه:
خط مركزي اين نمودار () ميانگين تعداد عيب در اندازه نمونه n است.
با رسم نقاط بدست آمده، نمودار روند براساس حدود مشخصه شده بدست مي‌آيد كه ميتوانيم نسبت به كنترل بودن و يا نبودن نمودار براساس آنچه قبلاً گفته شد، اظهارنظر كرد.