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

ствления СРК в цехе, и иногда польза, от обработки заполненных контрольных карт (архива контрольных карт), бывает не меньше, чем польза от их заполнения на рабочих местах. Это легко понять, если учесть что мало обнаружить уже возникшие расстройства, гораздо важнее своевременно устранять их причины, исключая самую возможность расстройств. А с этой точки зрения данные, доставляемые архивом контрольных карт имеют первостепенное значение.

Распределение обязанностей между мастером, контролером и рабочим на устойчиво стационарных операциях зависит от ряда конкретных обстоятельств. Ниже перечислены преимущества не­ которых вариантов и указаны условия их осуществимости.

Начнем с наиболее благоприятного варианта, особенно жела­ тельного, если до внедрения статистического регулирования применялся стопроцентный контроль данного признака или применялся дорогой выборочный контроль (например, по табли­ цам Доджа и Ромига [37], Колумбийского университета [40], по американским стандартам военной приемки или им подобным). Если признак качества не связан с абсолютными требованиями безопасности и с чрезмерными убытками при нарушении допуска по отдельному изделию, то, как уже говорилось, выгодно совме­ щение функций приемочного контроля и дополнительной про­ верки на стадии собственно настройки. Поскольку речь идет о про­ верках ошибок -регулировки, выполняемых рабочим, заполнение контрольной карты оправдывается на операциях с трудной на­ стройкой и на операциях, где важно следить за распределением технической ошибки при регулировке, особенно тогда, когда она зависит от инструмента или приспособления.

В этом случае на контрольной карте, подготовленной контро­ лером, рабочий фиксирует результаты измерений точками на диаграмме средних. Если выборочной оценкой принята медиана, рабочий отмечает соответствующую ей точку. Очень важно, чтобы рабочий понимал технологический смысл выборочных оценок, знал о смещенности оценки выборочного разброса, понимал, что границы регулирования вовсе не границы нового допуска,

и т. д.

Опыт автора показывает, что очень короткое (3—4 ч), но за­ нимательное (демонстрация эксперимента) и популярное без упрощенчества изложение наладчикам и операторам основ выбо­ рочного метода с попутным разъяснением основных вероятностных понятий приносит большую пользу и является реальным способом повышения квалификации рабочих. Было бы правильно включить

•краткие сведения о выборочном методе и основных понятиях теории вероятностей во все программы профессионально-техни­ ческого образования по отраслям промышленности с массовым

производством.

Прибыв на рабочее место непосредственно после того, как рабочий выполнил свой этап настройки, контролер производит

2 3 2

проверку настройки, причем заполняя контрольную карту, да­ тирует все записи (свои и рабочего) и заполняет диаграмму размахов. Заключительную проверку контролер выполняет непосред­ ственно перед новой настройкой. Если граница регулирования при проверке настройки нарушена, рабочий осуществляет на­ стройку заново (не обязательно в присутствии контролера). После этого контролер вновь выполняет настройку и т. д. пока выбороч­ ная оценка уровня настройки не окажется в границах регулиро­ вания. Если нарушена граница на диаграмме размахов, контролер осуществляет серию специальных выборок для дополнительной проверки размахов по особому плану.

Если расстройство подтвердится, операция должна быть оста­ новлена. Решение о дальнейших мерах принимает контрольный мастер и цеховой технолог. До устранения расстройства восста­ навливается сплошной или жесткий выборочный приемочный контроль. При затяжном расстройстве о нем ставятся в известность начальник ОТК и главный технолог, а также определяется лицо, виновное в браке (например, бригадир ремонтной бригады, кон­ тролер инструментального цеха, пропустивший партию нека­ чественного инструмента и пр.).

При всех преимуществах настройки с дополнительной про­ веркой в сочетании с приемкой по контрольной карте этот способ не всегда применим. Для его осуществления необходимо опове­ щение контролера о только что выполненной настройке и о пред­ стоящей настройке для заключительной проверки. Ниже пере­ числены условия, при которых это требование выполняется.

1. Если настройка невозможна без замены инструмента, выполняемой наладчиком, оплачиваемым повременно и ответствен­ ным за качество, о предстоящей и законченной настройке контро­ лера извещает заинтересованный в этом наладчик. Однако это не все, так как заключительную выборку надо составить до того, как операция остановлена, а это нередко зависит от оператора.

Здесь вопрос сводится к производственной дисциплине, так как случаи, когда оператор не вызывает контролера до остановки операции всегда известны (поскольку контролеру известны все случаи настройки) и носят характер явного нарушения установ­ ленного порядка. Однако из этого не следует, что контролер может явиться по вызову рабочего, когда сочтет удобным для себя, заставляя ждать с настройкой и т. д. Описанный вариант особенно часто встречается в прессовых цехах с крупносерийным производ­ ством, когда между переналадками на другую деталь смена штам­ пов не производится.

2. В случае регламентированных сроков подналадок, связан­ ных с настройкой (например 1 раз в 4 ч — в начале и в середине смены), контролера надо специально извещать только в неочеред­ ных подналадках. Если последние редки, а дисциплина в цехе находится на удовлетворительном уровне, условие своевремен­ ного оповещения выполняется.

3. Контролер находится все время в непосредственной бли­ зости от рабочих мест и видит, на каких станках выполняется настройка. Здесь надо иметь в виду, что существует немало станков, на которых изменение положения инструмента требует нескольких секунд, и контролеру не просто заметить все настройки, так как он прежде всего занят своим делом, а не следит непрерывно за рабочими.

4. Иногда следует применять блокирующие механизмы, без которых настройка невозможна, причем деблокировать настройку

Это условие выполнимо при достаточной сознательности и личной заинтересованности рабочего, которая возникает при обязатель­ ной материальной ответственности рабочего за любой брак, воз­ никший до проверки настройки контролером. Для вызова контро­ лера во избежание простоев, связанных с ожиданием его появле­ ния, можно рекомендовать простейшие средства световой сигна­ лизации, расположенной над группой станков или у начала про­ лета. Вызвав контролера, рабочий пускает станок, так как не­ большое отставание контрольной проверки только полезно.

С помощью той же сигнализации рабочий вызывает контролера для заключительной проверки, причем устанавливается мини­ мальный срок до остановки станка. Если рабочий опаздывает с сигналом, он должен отложить до прибытия контролера на­ стройку и обеспечить контролеру возможность составить выборку из обработанных в его присутствии изделий. Если контролер вызван своевременно, и опаздывает не по вине рабочего, послед­ ний составляет выборку сам и оставляет ее для контролера, после чего переходит к настройке. В этом случае контролер должен вы­ полнить приемочный контроль по плану со значительно большим объемом выборки, составленной способом случайного отбора из всей предъявленной партии.

Второе условие выполнимости рассматриваемого распределения обязанностей заключается в том, чтобы рабочий не простаивал, ожидая контролера, а контролер не простаивал в ожидании вы­ зова рабочего. Это требование существенно и практически не вы­ полнимо на устойчиво стационарных операциях без коренного пересмотра того обычного принципа организации статистического регулирования, в соответствии с которым для выполнения по­ следнего выделяется особая группа контролеров.

Выход из этого затруднения заключается в том, что контроль­ ными проверками настроек статистическими методами должны заниматься контролеры, которые выполняют также и приемочный контроль на данной и иных операциях. Даже при полном совме­ щении статистических проверок настроек с приемочными про­ верками остается много работы при. приемке. Речь идет о коли­ чественной приемке (подсчет, взвешивание), о заполнении доку­ ментов, о выборочной проверке признаков качества деталей,

224

не охваченных статистическими методами, и о приемке деталей на станках, не охваченных системой. При распределении станков между контролерами следует стремиться к примерно одинаковой загрузке их проверками по вызовам на рабочие места.

В свое время считали, что для статистического регулирования требуются особо обученные контролеры с относительно высокой общеобразовательной подготовкой. Кроме того, может возник­ нуть опасение, что частые переходы от одной работы к другой отразятся на производительности контролеров. Первое возра­ жение давно устарело, так как общеобразовательный уровень контролера в настоящее время достаточно высок и позволяет очень быстро обучить заполнению контрольной карты. Что ка­ сается переключений с одной работы на другую, то для тех кон­ тролеров, которые заняты монотонными работами вроде сплошных проверок, подобные переключения только полезны для повышения их производительности и квалификации. Для контролеров, при­

Если вариант полного совмещения контроля настроек и при­ емочного контроля почему-либо не выгоден, возможны варианты неполного совмещения, когда выполняется настройка с допол­ нительной проверкой, но заключительная проверка отпадает (производится или сплошной или выборочный приемочный кон­ троль). В этом случае требования к своевременности оповещения и своевременности прибытия контролера резко снижаются. Воз­ можна настройка по контрольной карте вообще без участия кон­ тролера, и тогда нужно предусмотреть выполняемую время от вре­ мени проверку настроек (тоже по контрольной карте) мастерами.

Еще раз напомним, что контрольные карты устойчиво стацио­ нарных операций являются необходимым источником информа­ ции в отношении функции вероятностей центра группирования после регулировки, а также в отношении вероятностей возникно­ вения расстройств и функции вероятностей показателей их интен­ сивности. При правильном использовании архива контрольных карт система СРК становится самоуточняющейся системой, при которой ошибка при определении исходных данных в начале внед­ рения с ходом времени все меньше влияет на эффективность.

Если расстройства типа износа настроенных элементов на­ столько часты и интенсивны, что наряду с выделением резерва точности выгодно выполнять дополнительную контрольную про­ верку операции спустя оптимальный промежуток времени после ее настройки, то имеет место так называемые неустойчиво ста­ ционарные операции. В отношении контрольной карты и распре­ деления обязанностей этот случай отличается от рассмотренного случая с устойчиво стационарными операциями только тем, что к выполненным там проверкам добавляется проверка износостой­ кой настройки. О способе этой проверки и ее оптимальных сроках

2 3 5

Г л а в а 12

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАЗЪЯСНЕНИЯ И ВЫВОДЫ

Для ясности изложения основных схем в данной книге были опущены отдельные существенные вопросы, не относящиеся к теме или возникающие лишь в особых случаях. Кроме того, некоторые понятия не были определены достаточно полно, так как предпо­ лагалось, что это легче сделать после изложения практических рекомендаций. В этой главе, по возможности, восполнены ука­ занные пробелы.

Прежде всего надо уточнить понятие «нормальное качество», введенное в предисловие без определения и неявно использован­ ное почти во всех главах книги. Если речь идет о качестве отдель­ ного экземпляра продукции в техническом смысле, как о задан­ ной цели технологического процесса, под нормальным качеством всюду подразумевается значение признака качества в допуске; всякое нарушение допуска именуется браком.

Но многолетний и повсеместный опыт учит, что в условиях массового производства необходимо также пользоваться понятием качества партии деталей или вообще определенной совокупности однородных изделий, и с этой точки зрения можно говорить о нор­

деталей и среднего уровня качества продукции за определенный срок в общеизвестных математических моделях выборочного приемочного контроля. При этом под уровнем качества подразу­ мевается доля дефектных экземпляров, а нормативом служит граничный уровень качества, который представляет собой макси­ мально допустимую долю дефектных изделий в партии и уста­ навливается компетентными органами или соглашением между поставщиком и потребителем.

Оставляя в стороне все остальные обстоятельства, остановимся на одном. Когда в математической модели выборочного контроля определяется граничный уровень качества, ответ дают не на вопрос об уровне нормального качества, а на вопрос как поступить с той или иной партией, чтобы не увеличивать те потери, которые

.237

и без того возникают из-за дефектов. Суть дела видна из следую­ щего примера, который в тех или иных вариантах можно встре­ тить на любом заводе. Пусть для полной гарантии от дефектов надо затратить на уточнение настройки 10 коп. в расчете на партию. Предположим, что каждый процент дефектных деталей в партии, попавшей на сборку, приносит потери в сумме 50 коп., а в случае забракования партии потери на каждый процент дефектных дета­ лей составляют 40 коп. Разработка партии обходится в 50 коп. Ясно, то граничный уровень качества соответствует 5% дефект­ ных деталей, так как партии с меньшим процентом нет смысла разбраковывать. Но нормальный уровень качества должен соот­ ветствовать принципу бездефектной продукции, так как практи­ чески при любом проценте дефектных изделий возникают потери, превышающие экономию на настройке.

Прежде чем ответить на вопрос, что следует подразумевать под нормальным качеством массовой продукции, необходимо уточ­ нить понятия продукции и ее качества применительно к общей методологической схеме этой книги. В частности, необходимо сформулировать те условия, при которых деталь, узел, машина относятся к готовой продукции или незавершенному производ­ ству. С точки зрения автора, наиболее точной формулировкой является следующая. Готовой продукцией в отношении данного признака качества является всякий изготовленный предмет, будь то выпускаемое изделие в целом или его деталь, узел л т. д., если до использования этот предмет не подвергается на заводе никакой обработке и никакому контролю. Всякого рода основные я вспомогательные материалы, изготовленные на заводе, полу­ фабрикаты, заготовки, готовые детали, узлы машины, не удовле­ творяющие этому, условию, в дальнейшем именуются незавершен­ ной промежуточной продукцией.

Например, промежуточной продукцией являются полученные из. кузнечного цеха заготовки, детали из них после обточки, после термообработки, после шлифования. Если деталь перед тем, как попасть на сборку, подвергается сплошному контролю ОТК, а на сборке не предусмотрены подборка по размерам, подгонка и пр., то до контроля деталь относится к промежуточной продук­ ции,. после. контроля— к готовой продукции. Если на сборке -допускается подгонка, подборка и пр., то деталь относится к про­ межуточной продукции до момента проверки сопряжения или -узла, качество которого зависит, от этой детали.

Последнюю технологическую или контрольную операцию, после которой предмет промежуточной продукции переходит в го­ товую продукцию, в дальнейшем, именуем окончательной. Все остальныеоперации именуются промежуточными. Рассмотрим вопрос, можно ли говорить о качестве промежуточной продукции, и если можно, то в каком смысле? Так как под качеством продук­ ции подразумевается совокупность таких свойств составляющих ее предметов, от которых зависят возможности'использования этих

238

Предметов по назначению, понятие «Качество Промежуточной продукции» не вызывает сомнений. Любой предмет промежуточ­ ной продукции используется на последующих операциях, и свой­ ства, скажем, заготовок существенно влияют на это использова­ ние аналогично тому, как свойства готовой продукции влияют на использование ее вне завода. Таким образом, понятие каче­ ства продукции в обоих случаях по существу одинаково. Но раз­ личны способы оценки качества, что связано с различием в назна­ чениях предметов, составляющих готовую и промежуточную про­ дукцию.

Если говорить о готовой продукции, то при оценке качества надо исходить из условия, что его уровень устанавливается на научно-технической базе или на основании практического опыта в той области, к которой относится потребление изделия. Техни­ ческие условия на детали (элементы) готового изделия не являются оценкой качества. Они выступают в задачах, рассмотренных в этой книге, как параметры, значения которых определены кон­ структором на основании общетехнических нормативов или объек­ тивного расчета размерных цепей, выбора посадки и пр. Для де­ талей в составе готовой продукции возможна только альтерна­ тивная оценка «годна—не годна».

Назначение промежуточной продукции определяется тем, что она служит объектом труда на последующих операциях. Мерой ее качества поэтому служит то влияние, которое оказывают ее свойства на успешность трудовых процессов. Общей мерой успеш­ ности трудовых. процессов являются затраты живого и овеще­ ствленного труда на единицу продукции. Поэтому мерой качества, например, заготовки цилиндрической детали под шлифование являются те затраты живого и овеществленного труда которые связаны с величиной припуска. Эти затраты могут колебаться от нуля, когда припуск позволяет выполнить шлифование при опти­ мальном режиме с нормальным числом проходов, до стоимости заготовки и затрат на шлифование вследствие недостаточного припуска. Есть автоматические шлифовальные станки, на которых чрезмерный припуск приводит к серьезной разладке, что связано с длительными простоями и забракованием заготовок.

Обозначим диаметр заготовки, выраженный в ах с отсчетом от заданного уровня настройки через и и будем рассматривать потери в часах на одном экземпляре как .функцию с (и). В соот­ ветствии со сказанным выше взятая с обратным знаком функция с (и) и является оценкой качества единицы промежуточной про­ дукции. В то же время с (и) представляет собой одно из слагае­ мых показателей S эффективности системы СРК. Функция с (и) непрерывна, так как в примере нет критического значения и, при уменьшении которого всегда остается чернота (с уменьше­ нием и лишь возрастает ее вероятность). Функция с (и) выпукла, так как даже при неизменности режима шлифования и всяком увеличении и меняется расход абразива и частота правки круга.

2 3 9

Если промежуточная продукция представлена деталью с со­ пряженным размеров, но предусмотрена подборка сопряженных пар, оценка качества, равная с (и), непрерывно уменьшается при увеличении модуля | и |, т. е. при удалении значения признака качества и от середины поля допуска влево или вправо, так как при этом увеличивается число попыток подобрать удовлетвори­ тельное сопряжение. При чрезмерном отклонении и деталь может быть забракована.

Если примером промежуточной продукции взять законченную обработкой деталь с конструкторским допуском, обязательно проверяемую ОТК перед сборкой, функция с (и) имеет лишь два значения и меняется скачками:

В общем случае, если надо оценить качество определенной совокупности А однородных экземпляров промежуточной про­ дукции, то в соответствии с ранее высказанными соображениями надо вычислить затраты, зависящие от тех значений м, которые возникли (или предположительно возникнут) при обработке экземпляров, составляющих совокупность А. Например, если /»(«) — плотность распределения вероятности отклонения и при заданном отклонении v уровня настройки, то математическое ожи­ дание Ь (и) затрат, зависящих от качества выпускаемой продук­ ции, равняется

Оценкой качества является b (v) с обратным знаком. Для того, чтобы оценить качество промежуточной продукции, выпускаемой на данном оборудовании и при данной системе его организационно­ технического обеспечения в течение межпроверочного промежутка, надо вычислить математическое ожидание потерь х, зависящих от значений и:

нии допуска по одному экземпляру, не зависящие от величины нарушения. При этом условии

Переход к общему случаю не вносит принципиальных изменений и лишь услож­ няет алгоритм.

240

Показателем качества промежуточной продукции в этом слу­ чае является функционал У(Р с обратным знаком.

Теперь, располагая всеми исходными представлениями, можно определить нормальное качество промежуточной продукции. Но необходимо еще подчеркнуть отличие понятия «качество про­ дукции» от понятия «оценка качества». В первом случае речь идет о физических свойствах, во втором — о проявлениях этих свойств

сточки зрения использования изделия по назначению. Если иметь

ввиду единственный экземпляр детали с цилиндрической поверх­ ностью в числе признаков ее качества может быть диаметр х, соответствующий признаку качества в виде отклонения и в функ­ ции с (и), которая (с обратным знаком) является оценкой уровня качества.

Для множества экземпляров той же детали, выполняемых при

данном отклонении у. и. v, качеством является уже не единствен­ ное значение х (соответственно и), а все этих значения с учетом вероятностей возникновения каждого из них. Величиной, с по­ мощью которой выражается такое качество, или говоря точнее, его физический аспект, является плотность распределения и, обозначенная как fv (и). Качеством продукции за межпровероч­ ный промежуток [см. формулу (12.2)] является распределение / (и), в котором элемент вероятности равен

Распределение f (и) задано технологическим режимом опера­ ции, и если рассматривается вопрос о пересмотре последнего, всякое повышение уровня качества, оцениваемого функциона­

щие уровень качества, обусловлены увеличением затрат на на­ стройки, контроль и разбраковки и что существует точка эквил-. либриума, когда дальнейшее увеличение затрат на улучшение / (и)

обеспечение качества достигает минимума. Естественно принять за нормальное качество массовой промежуточной продукции та­ кое распределение f (и) (и соответственное распределение а (v)), при котором затраты на обеспечение качества постигают мини­ мума.

Если оптимальный вариант СРК внедряется, нормальное ка­ чество в указанном смысле тем самым становится реальным нор­ мативом даже без каких-либо изменений в допусках на параметры промежуточной продукции, без специальных уведомлений и при­ казаний. Определение и внедрение норматива в виде нормального качества промежуточной продукции, как и совмещение произ­ водственных и контрольных функций является главным и очень