521

вания ТП. На рис. 3.1 приведены варианты соответствующих кривых. Анализ кривых позволяет установить, что технологическая линия в течение 1 ч функционировала неустойчиво, с понижением точности функционирования к концу контрольного времени (рис. 3.1, а).

а

б

Рис. 3.1. Оценка устойчивости технологического потока по показателям точности: а – за 1 ч работы технологической линии;

б – за неделю работы технологической линии

31

elib.pstu.ru

Если же рассматривать устойчивость технологической линии втечение недели по графику, представленному на рис. 3.1, б, то видно, что показатели точности существенно снижались в середине недели, а к концу недели коэффициент соответствия уменьшился, из-за чего процент выхода годных партий несколько увеличился по сравнению с началом недели, что говорит

онедостаточной устойчивости функционирования ТП.

3.2.Порядок выполнения лабораторной работы

1.Для оценки качества процесса производства автомобильного бензина из товарных резервуаров было отобрано 25 образцов бензина (по одному из каждого резервуара), по которым выполнен анализ на содержание бензола (об. %) и составлены следующие базовые вариационные ряды:

– № 1 – 0,74; 0,7; 0,68; 0,68; 0,69; 0,67; 0,67; 0,66; 0,64; 0,6; 0,67; 0,59; 0,6; 0,5; 0,5; 0,51; 0,5; 0,49; 0,5; 0,5; 0,49; 0,55; 0,5; 0,56;

– № 2 – 0,52; 0,6; 0,58; 0,6; 0,6; 0,53; 0,6; 0,6; 0,6; 0,56; 0,5; 0,5; 0,54; 0,55; 0,54; 0,55; 0,54; 0,5; 0,57; 0,6; 0,6; 0,56; 0,56; 0,56;

– № 3 – 0,59; 0,6; 0,58; 0,6; 0,6; 0,6; 0,6; 0,56; 0,6; 0,52; 0,5; 0,5; 0,51; 0,54; 0,53; 0,55; 0,5; 0,53; 0,53; 0,53; 0,5; 0,6; 0,64; 0,63;

– № 4 – 0,6; 0,64; 0,63; 0,53; 0,58; 0,6; 0,57; 0,57; 0,54; 0,55; 0,5; 0,44; 0,52; 0,51; 0,45; 0,5; 0,47; 0,5; 0,49; 0,47; 0,5; 0,5; 0,46; 0,46;

– № 5 – 0,57; 0,59; 0,61; 0,61; 0,59; 0,63; 0,6; 0,61; 0,68; 0,68; 0,68; 0,65; 0,6; 0,62; 0,64; 0,62; 0,69; 0,67; 0,68; 0,71; 0,71; 0,7; 0,71; 0,7.

Каждый студент в соответствии с вариантом получает исходные значения объемной доли бензола и составляет аналогичные вариационные ряды.

2.Рассчитываются выборочные средние арифметические значения для каждого вариационного ряда по соотношению

32

elib.pstu.ru

где n – количество образцов в выборке.

3. Рассчитаем выборочное стандартное отклонение для каждого вариационного ряда по соотношению

n

( Хi − Хcp )2

n

4. Вычисляем коэффициент смещения

где е – величина смещения, е = |X – Х0|;

Х0 – номинальное значение показателя, обусловленное технологической инструкцией, в работе принимается Х0 = 0,6 %;

d – абсолютная величина половины поля допуска, в работе данный показатель составляет d = ±0,1 %.

5. Рассчитываем коэффициент соответствия

где Kр – коэффициент, зависящий от закона распределения погрешностей показателя, в работе принимается закон нормального распределения Kр = 6.

6.Определяем процент выхода годных партий зависимости

Рг = f(Е,Т) и табл. 2.1.

7.Построим графики Е(t), T(t) и Р(t) в течение смены и сде-

лаем заключение об устойчивости функционирования ТП.

8. Составим отчет по проделанной работе, в который должны войти следующие разделы:

– название и цель работы,

33

elib.pstu.ru

–краткие теоретические сведения с основными соотношениями,

–вычисление количественных показателей качества с построением графиков,

–выводы по проделанной работе.

3.3. Пример расчета показателей устойчивости технологических процессов

1. Рассчитаем выборочные средние арифметические значения для каждого вариационного ряда по соотношению (3.1):

Хср1 = 0,5872, Хср2 = 0,5584, Хср3 = 0,5576,

Хср4 = 0,5208, Хср5 = 0,6448.

2.Рассчитаем выборочное стандартное отклонение s для каждого вариационного ряда по соотношению (3.2):

s1 = 0,0836, s2 = 0,0355, s3 = 0,0447, s4 = 0,0573, s5 = 0,0459. 3. Вычислим коэффициент смешения по формуле (3.3):

е1 = 0,0128, e2 = 0,0416, e3 = 0,0424, e4 = 0,0792, e5 = 0,0448,

E1 = 0,064, E2 = 0,208, E3 = 0,212, E4 = 0,396, E5 = 0,224. 4. Вычислим коэффициент соответствия по формуле (3.4):

T1 = 0,408, T2 = 0,94, T3 = 0,75, T4 = 0,58, T5 = 0,73.

5. Процент выхода годных партий определим, руководствуясь зависимостью Рг = f(Е, Т) и табл. 2.1:

Pг1 = 0,766, Pг2 = 0,9564, Pг3 = 0,9105, Pг4 = 0,64, Pг5 = 0,9105.

6. Построим графики Е(t), T(t) и Р(t), рис. 3.2. Анализ кривых позволяет установить, что:

– 1-й месяц – значение показателя точности ниже среднего, следовательно, значение процента выхода годных партий невелико;

34

elib.pstu.ru

3.Основные отношения, используемые для оценки показателей точности технологического процесса.

4.Что следует понимать под идеальной устойчивостью функционирования технологического процесса?

5.Как анализировать графики E(t), T(t) и Р(t) и какие технологические меры следует принимать для приближения к идеальным показателям?

36

elib.pstu.ru

4. ОЦЕНКА УПРАВЛЯЕМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Цель работы – изучить контрольные карты качества и на

примере построения карты X − R освоить принципы принятия решения о необходимости управляющих воздействий на функционирование технологических процессов.

4.1. Краткие теоретические сведения

Под управлением понимают процесс, обеспечивающий необходимое по целевому назначению протекание процессов преобразования энергии, вещества и информации, поддержание работоспособности и безаварийности функционирования объекта путем сбора и обработки информации о состоянии объекта

ивнешней среды, выработки решений о воздействии на объект

иих исполнении. Управление качеством продукции рассматрива-

ется как действия, осуществляемые в целях поддержания необходимогоуровня ее качества.

Управление технологическими процессами (УПТ) базирует-

ся на анализе точности и устойчивости процессов путем применения контрольных карт качества (ККК), для эффективного выпуска продукции и прогнозирования работы технологической линии. Искусство инженера по управлению технологической линией заключается в своевременной интерпретации ККК для обнаружения отклонений от нормальных эксплуатационных характеристик и в реализации правильных управляющих воздействий. Управляющее воздействие – воздействие на объект управления, предназначенное для достижения цели управления.

КККиллюстрируют изменение показателей качества продукции. Они снабжены шкалой, на которой определены границы регулирования, предусматривающие применение статистических оценок и зоны неизбежного и устранимого рассеяния из-

37

elib.pstu.ru

меряемых показателей. В качестве диапазона пределов регулирования широко применяют 3-кратное среднее квадратичное отклонение.

Если точки, наносимые на график, не выходят за границы регулирования, УПТ считается устойчивым. Такое расположение точек расценивают как неизбежное рассеяние значений показателя качества, и технологическая система продолжает функционировать. Если точки на графике ККК выходят за границу регулирования, то считают, что в УПТ возникает опасная ситуация. В этом случае рассеяние признается устраненным и принимаются необходимые меры.

Положение границ регулирования позволяет дать вероятную оценку положения средних значений, а следовательно, уровня настройки УПТ, и ККК становятся источником полезной информации о технологической системе.

Оперативное управление технологическими процессами с помощью контрольных карт качества

Объем выборки проб для оценки УПТ зависит в основном от его устойчивости и производительности и зачастую не превышает 10 ед. Период отбора выборок определяют опытным путем с учетом продолжительности цикла между двумя разладками процесса, как правило, он не превышает 2 ч.

ККК подразделяют на два класса:

1)для управления УПТ по количественным признакам,

2)для управления УПТ по качественным признакам.

В первом классе наиболее широко применяются следующие

ККК:

а) для средних значений X и размаха R (обозначаются

X R ),

б) для медианы X и размаха R (Х–R).

Во втором классе наиболее известны следующие ККК: а) для доли дефектных партий Р, б) для числа дефектных партий Рп,

38

elib.pstu.ru

в) для числа дефектов С,

г) для числа дефектов, приходящихся на единицу партии U.

Контрольная карта качества X R составляется следующим образом:

1.Делаем выборку объемом n (4–5 партий) и измеряем в ней основной показатель качества. Заносим результаты в таблицу данных. Доводим число таких выборок до 20–25.

2.Вычисляется среднее значение Хсрi по каждой выборке:

4. Вычерчивается ККК в виде точечных гистограмм, по вертикали которых наносят шкалы и значения для X и R, а по горизонтали – номера выборок.

6. Вычисляем координаты границ регулирования для X . Верхняя граница регулирования определяется по формуле

39

elib.pstu.ru

Нижняя граница регулирования определяется по формуле

В формулах (4.5) и (4.6) коэффициент А2 зависит от объема выборки n (таблица 4.1).

Таблица 4.1

Зависимость статистических коэффициентов от объема выборки

7. Вычисляются координаты границ регулирования для R. Верхняя граница регулирования определяется по формуле

ВГР = D4 R.

Нижняя граница регулирования определяется по формуле НГР = D3 R,

где D3 и D4 – коэффициенты, зависящие от объема выборки n (см. табл. 4.1), причем при n ≤ 6 НГР ККК R = 0.

8. В ККК наносятся вычисленные границы регулирования

НГР, ВГР по Хcpi, и Ri, а также средние линии X и R.

9. Если произвести выборки тем же способом, что и для предварительных данных, а затем нанести все точки в тех же границах, то возможны два варианта. В первом варианте все точки находятся внутри границ регулирования и управляющие

40

elib.pstu.ru