книги из ГПНТБ / Головинский В.В. Статистические методы регулирования и контроля качества. Расчет оптимальных вариантов

ными границами регулирования. Д ругие варианты, например, такие, как использование вероятностной сетки, выпрямляющ ей

регулировка сводится к поворотам винтов подачи и крепления инструмента, а проверки ошибок регулировки — к измерению попавших в малую выборку изделий предельным инструментом. Здесь также вместо распределения технической ошибки у тех зачастую можно ограничиться изучением и контролем распреде­ ления ошибки ф ( инс) той настройки, которую вы полняет рабочий и предъявляет на дополнительную проверку контролеру.

Конечно, в этом случае ц (г/тех) Ф ф ( упс), так как выпадают результаты всех неудавшихся попыток. Кроме того, распределе­ ние ф ( у ,',с) зависит еще от того плана выборочной проверки ошибки регулировки ирг, который фактически применяет рабочий. Это обстоятельство приводит к необходимости несколько пересмо­ треть вероятностную схему при вычислении распределения ф ( у„с) д ля настроек с дополнительной проверкой, воспользовавшись схемой д ля независимых настроек без дополнительной проверки,

при увеличении объема выборки п при дополнительных проверках настройки контролером. Отсюда следует тот вывод, что при вы ­ боре оптимального объема выборки п* в данном случае надо при­ держиваться верхней границы интервала относительной индиф­ ферентности.

Н а операциях с трудной настройкой уточнениями полезно вы полнить специальное исследование точности механизмов регу­ лировки в эксплуатационных условиях, но лабораторными мето­ дами, вы полнив серию настроек по определенной программе с до­ статочно точной оценкой у тех на основании выборок относительно большого объема. Методы такого рода выходят за рамки темы и здесь не рассматриваются.

Способы вы явле ния всех видов ненормальностей и особенно

222

Г л а в а 11

ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ СРК

11.1 ОБЪЕКТЫ СРК

В условиях любого массового производства осуществляется комплекс функций, обеспечивающих качество продукции в соот­ ветствии с установленными нормативами в условиях сложившейся технологии. Поэтому всегда возникает вопрос определения пра­ вил выбора решений на основании результатов выборочных про­ верок. Каким и бы ни были эти правила — будь то правила, интуи ­ тивно (на глаз) установленные рабочим и контролерами д ля самих себя, или правила, рассчитанные на электронных машинах, но они обязательно существуют, применяются, и дело сводится к опре­

навливается с помощью методов математической статистики, т. е. более выгодных чем интуитивные правила в том смысле, что они характеризуются повышенной вероятностью удачных решений. Периодические проверки и применение контрольны х карт пред­ полагаются только тогда, когда доказана их выгодность. Н о инструкции по настройке технологической системы и планы вы ­ борочного приемочного контроля на операциях, охваченных си­ стемой С Р К , всегда долж ны быть рассчитаны.

П р и внедрении С Р К первый шаг включает следующие работы: составление списка операций и признаков качества на них, под­ лежащих проверке; выявление реальной точности выполнения

4)косвенно влияю щ ие на качество готового изделия. Соответствующие списки деталей (изделий) и признаков ка­

чества составляются: по данным опроса О Т К конструкторским бюро (пп. 1, 3, 4); по данным опроса мастеров и рабочих сборки (пп. 3 и 4); по данным опроса мастеров и рабочих участков после­ дующей обработки (п. 2 ); по опросу контрольных мастеров и кон­

223

ства по деталям и размерам, попавшим в список, выполняется путем выборочных проверок (деталей, заготовок, изделий) на скла­ дах, на сборке, на последующих операциях. Выборки составляются в середине и конце месяца методом случайного отбора: из различ­ ных штабелей, бункеров и пр. Объем выборки зависит от числа однотипных деталей (изделий) от 2 0 до 100 каждой детали (объем

выборки уменьшается при большом числе однотипных дета­ лей).

П о обеим выборкам составляется распределение частостей р (х). Ес ли в выборке обнаружены нарушения допуска, то по данным бухгалтерии, по технологическим картам и экспертизой (мнение конструктора и технолога) определяется функция потерь с (х) , равная потерям, возникающ им при пропуске такой бракованной детали в производство, по которой допуск нарушен и признак

за полгода, куда включается стоимость материала, заработная плата и половина цеховых расходов, независимо от виновника брака и суммы, удержанной у рабочего. Ес л и общая сумма не превышает 2 р. (примерная стоимость исследовательской контроль­

определяется размерами потерь из-за нарушений допусков. Число выборок на исследовательской карте должно быть 2 0 — 1 0 0 , если

тельность выполнения операции меньше, чем время, необходимое д ля измерения и записи результата. В этих случаях детали в по­ следовательности изготовления раскладываются в нумерованные ячейки специального ящ ика. Все изменения на станке (настройка, замена прутка) обязательно записываются в протоколе с указа-

224

при стабильности мгновенного центра группирования. Ошибоч­ ность этого утверждения показал еще А. П. Соколовский [231, который совершенно прав, полагая, что при допуске, равном бег, существенный брак неизбежен, но он ошибается, полагая, что допуск якобы не выполним, если он не превышает девятикратного мгновенного среднего квадратического отклонения.

В действительности, подобная постановка вопроса вообще лишена смысла. Если брать обычную технологическую ситуацию,

венного среднего квадратического отклонения crv; 5) параметров а х и а 2 уровня износа настроенных элементов системы; 6) длитель­ ности межпроверочного промежутка Е

Факторы 1, 4, 5 являются технологическими, остальные за­ висят от варианта СРК. Технологические факторы имеют тот экономический смысл, что с уменьшением стА., а х, а 2, для

выполнения данного допуска требуется меньше настроек. При увеличении ах, а и а 2, задолго до того, как допуск станет

физически невыполнимым, он окажется практически невыпол­ нимым вследствие чрезмерных затрат на возрастающее число на­ строек.

Еще одно важное обстоятельство, связанное с технологиче­ скими факторами, заключается в том, что если даже при данных a v, a lt а 2, ои обеспечивается выполнение допуска при неболь­

шом числе настроек, дальнейшее снижение этих параметров (если это не слишком дорого) тоже желательно, так как обеспечивает резерв точности на случай расстройств.

Практика показывает, что при условии выполнения операции в соответствии с ее проектом, значения ах, а и а 2, crff (условимся

называть их нормальными) бывают меньше, чем при отступлениях от проекта. Для однотипных операций нормальный уровень ох, а 1у а 2, оу более или менее одинаков. Примером этого могут

служить данные многолетней устойчивости ах на токарных авто­ матах (см. табл. 9 и 10 гл. 6). Но не следует понимать вопрос упрощенно. Параметры ах, а х, а 2> оУтех зависят не только от станка

но и от инструмента и технологической оснастки.

Например на заводе электроосветительной арматуры

1 Есть еще один фактор выполнения допусков, который можно назвать мерт­ вой зоной в поле допуска. Речь идет о части допуска, которая уходит на покрытие погрешностей геометрической формы (конусность, овальность и пр.), разности уровней размеров между шпинделями на многошпиндельных автоматах и др. Здесь эти явления не рассматриваются. Но если на операции неизбежна практи­ чески постоянная мертвая зона, то при всех расчетах, рассматриваемых в дан­ ной книге, ее надо вычесть из заданного чертежом допуска для того, чтобы выде­ лить ту ее часть, которая остается в распоряжении рабочего.

2 2 6

(г. Москва) несколько лет назад высадку заготовок для болтов выполняли с помощью стальных матриц, причем диаметр изде­ лия рос по параболе (т. е. а х > 0, а 2 >> 0) настолько быстро, что выходил из допуска через 1—2 ч после установки новой матрицы. Соответствующие значения а 1 и а 2 были нормальны для стальных матриц. После того, как матрицы удалось армировать твердым сплавом, настройка стала практически износостойкой и нормаль­

ческое отклонение ох мгновенного распределения на револьвер­ ных токарных автоматах в определенном диапазоне диаметров составляло 14 мкм. На специализированном заводе, изготовляв­

лила при производстве болтов применить комбинацию резцедер­ жателя с роликовым люнетом. В результате, вместо жесткости системы станок—деталь—инструмент значение ох зависело от жесткости системы монолитный блок—резец—ролик. Эти при­ меры можно продолжить, но они отнюдь не противоречат утвер­ ждению, что данному проекту технологической операции соот­ ветствуют свои значения ох, а и а 2, од .

Иногда отклонения фактического выполнения операции от проекта легко устранимы, например, в случаях, когда они объяс­ няются излишним вылетом резца, наличием пружинящих под­ кладок, засоренностью зазоров между деталями станка, непра­ вильной геометрией или неправильным положением отрезного резца, отступлениями от заданного режима резания и пр. Устра­ нение такого рода отклонений и соответствующее понижение оЛ., а х, а 2, ву в дальнейшем именуются упорядочением опера­

ции по точности. Если устранения отдельных отклонений от проекта в обозримом будущем связаны с заведомо недопустимыми затратами (например, вызванных износом станка, необходимостью форсировать режим для выравнивания пропускной способности линии и пр.), упорядочение сводится к устранению лишь всех

получить путем сопоставления контрольных карт исследований точности. Было бы очень полезно накапливать соответствующие

ной картой необходимо тщательно проверить состояние техноло­ гической системы, соответствие выполнения операций проекту,

2 2 7

в частности режим обработки, материал инструмента, его гео­ метрию и пр. Должно быть проверено выполнение обеспечиваю­ щих точность общих технологических требований к операциям данного типа и, что особенно важно, к их наладке. Проверка

будем называть исходными. Нарушения исходных закономер­ ностей именуются ненормальностями (см. гл. 10).

Первый вопрос, возникающий после упорядочения точности, заключается в следующем. Не выгоднее ли при данных исходных значениях ах, а ъ а 2, не применять статистических методов

при настройке и контроле, иначе говоря, сохранить практику, скажем, настройки с помощью обычного предельного инстру­ мента, а планы выборочного приемочного контроля предоставить на усмотрение контролера, обладающего достаточной квалифи­ кацией и действующего на основании общей инструкции. Если после упорядочения точности износ настроенных элементов за­ ведомо исключается или пренебрежимо мал, влияние внешних факторов не угрожает нарушением допуска и вероятность иных ненормальностей достаточно мала, надо выяснить, нельзя ли в но­ вых условиях обойтись без статистических методов выбора реше­ ний. С этой целью надо вычислить эффективность 5 ф фактических планов выборочных проверок ошибок регулировки орг и ошибок настройки инс.

Обычно эти проверки выполняются предельным инструментом, следовательно, с пониженным коэффициентом статистической полезности одного измерения (см. п. 3.6) и со смещением уровня настройки от середины поля допуска к его границам примерно в «точку закусывания», которую нетрудно определить эмпири­ чески. План приемочного контроля можно узнать со слов контро­ лера и контрольного мастера с поправками на обычные в цехе планы такого рода. Эффективность 5ф фактического варианта обе­ спечивания качества определяется в расчете на новые параметры ° х’ °VTexЕсли затраты и потери 5ф на превысят уровня, обыч­ ного на аналогичных операциях, охваченных системой СРК, данную операцию следует вычеркнуть из списка переводимых на эту систему.

11.3. ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ СРК

На практике, особенно наначальной стадии внедрения ста­ тистических методов анализа и регулирования технологических процессов, встречаются операции с относительно широким (при

228

и применении статистических методов, как уже говорилось {гл. 10), можно при настройке сжать поле практически возмож­ ного рассеяния признака качества сравнительно с полем допуска (одинаково или неодинаково, сверху и снизу). Уменьшение так называемого настроечного допуска требует дополнительных за­ трат на измерения и настройки, зато предотвращает потери из-за расстройств.

Способы выбора выгодного «резерва точности» рассмотрены в гл. 10. Если резерв точности <&! выделен на направлении воз­ можного смещения уровня настройки в результате износа настроен­ ных элементов, он нейтрализует всякое подобное расстройство, при котором смещение за период между настройками не превы­ шает М. Если резерв распределен равномерно справа и слева, он нейтрализует пропущенное при проверке ал. расстройство при условии, что

где о®, и Од- — исходное значение мгновенного среднего квадра­ тического отклонения и его значение при расстройстве; — резерв точности с той стороны поля допуска б, для которой он меньше.

В дальнейшем будет рассмотрен класс устойчиво стационарных операций, т. е. таких операций, на которых вероятность суще­ ственных для выполнения допуска ненормальностей настолько мала, что ею можно пренебречь, и резерв точности Ш которых пре­ вышает наибольшее, практически возможное, смещение уровня настройки, а также удовлетворяет приведенному соотношению

нять систему СРК, то судя по результатам сопоставлений в гл. 7, периодические и вообще какие-либо контрольные проверки на протяжении технологического промежутка менее выгодны, чем настройка с дополнительной проверкой, выполняемой контроле­ ром (см. п. 4.4), и заключительная проверка отклонения у. н. о, на основании которой выбирается решение о приемке или забра­ ковании приемочной партии. По-видимому, в большинстве случаев

по возможности уменьшить (снижение настроечного брака) и пе­ ренести основной упор на дополнительную проверку, выгодную

2 2 9

еще тем, что в ней совмещаются элементы' собственно настройки и приемочного контроля.

Если операция имеет резерв точности, то свободным фактором эффективности на стадии собственно настройки (включая допол­ нительную проверку) остается только крутизна оперативной характеристики (см. п. 10.2). Если резерв точности не требуется или невозможен, управляемыми переменными при собственно на­ стройке могут быть параметры X, у - , у+ и заданный уровень настройки 96, который обычно определяется по предварительным соображениям, связанным с различиями стоимости брака в за­ висимости от того, какая из границ поля допуска нарушена. Практически почти всегда (если нет резерва точности) свободными

данной операции вообще допустим, на устойчиво стационарной операции он может быть выполнен тем же способом, что и допол­ нительная проверка настройки с теми же или иными параметрами X, у ~, у+ (обычно X и у+ = —у~).

Способы совместной оптимизации всех перечисленных пара­ метров рассмотрены в п. 7.2, в гл. 8 и 9. Однако план выбороч­ ной приемки так называемым способом выборочного приемочного контроля по варьирующему признаку можно проектировать авто­ номно. Дело в том, что в известных условиях надо проверять не только уровень настройки и .рассеяния к концу технологи­ ческого периода, но и тот факт, что без ведома контролера не было таких изменений в настройке, при которых ее уровень отклонился от исходного и возвратился к исходному в конце технологического периода.

Можно предположить обстоятельства, когда контролеру по­ требуется уверенность, что технологическая партия не засорена бракованными изделиями, выпущенными в другое время, или настроечным браком. В этих случаях выборка должна составляться способом случайного отбора из всей технологической партии, ее объем и границы регулирования можно выбирать в соответствии с рекомендациями Данкана (см. [29, с. 241], [39]) или оптималь­ ные, но не связанные с основным комплексом решений. Для того, чтобы составить представление об эффективности выборочного приемочного контроля по варьирующим признакам качества, приводим таблицу, заимствованную у Данкана [39],— см. с. 231.

Что касается документации дополнительной проверки ошибки настройки и приемочного контроля если он выполняется по тому же плану, то в данном случае можно пользоваться обычной контроль­ ной картой с диаграммами средних и оценок среднего квадрати­ ческого отклонения.

Если приемочный контроль выполняется по иному плану, требуется контрольная карта с комбинированными границами на диаграммах: для результататов дополнительной проверки непо­ средственно после настройки и для результатов приемочной про-

230

верки. Хотя границы для этих проверок разные, уровни контро­ лируемых параметров сопоставимы. Контрольная карта на устой­ чиво стационарной операции может быть рассчитана на смену, на неделю или две недели в зависимости от длительности технологи­ ческого промежутка.

Способ обработки контрольных данных должен удовлетво­ рять двум требованиям. Во-первых, выборочная оценка должна давать представление о знаке и хотя бы очень грубо — о величине ■ отклонения у. н. v от заданного уровня настройки 86. Во-вторых должна быть обеспечена легкая разработка архива контрольных карт, так как это один из важных источников данных о частоте возникновения ненормальностей, о постепенном увеличении рас­ сеяния признака качества в связи с износом, о фактическом рас­ пределении ошибок настройки. В этой связи не рекомендуется заменять контрольные карты приспособлениями в виде досок ■с отверстиями, куда вставляются штифты или колышки, заме­ няющие точки, а также использовать планшеты с прилипающей пленкой, доски с записью мелом, с которых результаты стираются в конце смены.

Дело в том, что обработанные контрольные карты являются источником совершенно необходимой информации для осуще-

231