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

существенным результатом применения статистических методов, составляющих систему СРК. Собственно, ту же задачу ставил У. Шыохарт, с той лишь разницей, что он решал ее не комплексно, не на стыке нескольких научных дисциплин, а, наоборот, поста­ вив высокую стену между детерминированным миром техники и случайным миром неустранимых ошибок и погрешностей.

Возникает вопрос, в каком отношении находится сформули­ рованное выше определение нормального качества промежуточ­ ной продукции к допускам, назначаемым технологом. Нужны ли такие допуски вообще, или без них можно обойтись, положив­ шись на то, что система СРК обеспечит необходимую точность выполнения промежуточной продукции? Такие допуски, безу­ словно, нужны, но не следует переоценивать ни их правильность, ни возможности обеспечить их реальное выполнение. Техноло­ гический допуск, в сущности, является самым простым описа­ нием нормативного распределения признака качества с помощью единственного параметра — ранга (широты рассеяния). При наз­ начении допуска технологи учитывают именно то противопо­ ставление повышения качества промежуточной продукции допол­ нительным затратам, которое красной нитыо проходит через всю книгу и упоминается в этой главе. Таким образом, принципиальные методологические возражения против технологических допусков не возникают.

Но при назначении допуска технолог поставлен в очень труд­ ное положение потому, что при огромном разнообразии оборудова­ ния, материалов, технологических решений он располагает лишь грубо приблизительными осредненными данными о точностных возможностях технологических систем и требованиях к точности заготовок на тех или иных операциях, о затратах на реальное вы­ полнение допуска путем достаточно тщательных и частых настроек, эффективного контроля и пр. Установление технологических до­ пусков в значительной мере основано на опыте и интуиции техно­ лога. Как сказано в гл. 11 такого способа уже достаточно на многих простых операциях для подавляющего большинства размеров. Однако не эти операции поглощают львиную долю внимания ма­ стеров, наладчиков и контролеров и не из-за них временами суще­ ственно падает производительность в обрабатывающих цехах и на отделочных участках.

Но даже на трудных при нормировании точности операциях технологический допуск всегда является необходимой отправной базой даже в случае исследования точностных возможностей для СРК. К сожалению, он нередко служит лишь исходной базой и тогда, когда нормальное качество ищут по своей собственной ини­ циативе и со своей точки зрения методом пробы и ошибки рабочие и мастера. Не трудно понять, что и при этом проб бывает больше, чем надо, а ошибки замечают только тогда,- когда рабочие на сле­ дующих операциях протестуют против снижения заработка или из-за брака не выполняется программа. То и другое бывает редко,

242

так как при пересмотрах норм заработок можно выровнять, а брак промежуточной продукции, как правило (после исправления, подгонки, подборки и пр.), идет в производство.

На одном из передовых заводов в ходе предварительного иссле­ дования при проектировании статистических методов регулиро­ вания и контроля было обнаружено, что потери из-за нарушения допусков па припуски превысили половину фонда заработной платы рабочих огромного цеха, где детали проходили предвари­ тельную обработку. Было это сравнительно давно, и подобные соотношения встречаются не часто, но факт указывает на поря­ док величии, в которых выражаются потери, возникающие вслед­ ствие недостаточной авторитетности технологических допусков.

Для того, чтобы нормативы качества промежуточной продук­ ции реально выполнялись, необходимо, во-первых, чтобы не было сомнений в их обоснованности, и, во-вторых, чтобы они были частью системы нормативов, охватывающих всю комплексную функцию обеспечения качества. Мало нормировать промежуточ­ ное качество, надо соответственно нормировать систему его тех­ нологического организационного обеспечения. Думается, что одним из главных выводов, который можно сделать на основании материала этой книги, состоит в том, что осуществление такого принципа практически возможно даже в сложных условиях мас­ сового производства с дисперсивными результатами технологи­ ческого процесса в отношении параметров, определяющих ка­ чество промежуточной продукции.

О нормальном качестве готовой продукции уже было сказано. Но для того, чтобы не возникло ложного впечатления, будто СРК применим только к промежуточной продукции, заметим, что по­ следняя проверка, после которой деталь из предмета промежуточ­ ной продукции превращается в элемент готового изделия тоже входит в систему СРК. Эта проверка может быть сплошной или выборочной в зависимости от характера выпускаемой продукции, но обязательным требованием является то, что качество послед­ него должно быть нормальным.

С точки зрения экономического критерия оптимальности, при­ нятого в этой книге, сплошной контроль готовой продукции (если он вообще возможен) применяется во всех случаях, когда мини­ мальные потери из-за пропуска брака превышают максимальную экономию на контрольной операции. Если все же выборочный кон­ троль в принципе не исключен, то условием его практического осуществления является норма на качество массовой готовой продукции, в которой указывается в числе прочего допустимая доля q° экземпляров с нарушениями технических условий в зави­ симости от объема партии.

Способы установления допустимой доли q° готовой продукции с нарушениями специфичны для каждого ее вида и лишь в редких случаях аналогичны способам, описанным в этой книге. Так или иначе, этот норматив должен войти в исходные данные при поиске

Онормативных данных, не отличающихся бухгалтерской точностью. Но надо полагать, что постепенное накапливание информации приведет к тому, что при пересмотрах сдельных расценок не бу­ дут устанавливать такие режимы управления точностью техно­ логических процессов, при которых рабочий должен выбирать между неизбежными нарушениями допусков и невыполнением нормы со всеми' материальными и моральными последствиями.

На первый взгляд может показаться, что данная книга отстает от жизни, потому что не содержит математико-статистических схем, возникающих па комплексно автоматизированных процес­ сах и непрерывных технологических процессах с обратной связью от следящего устройства через статистический электронный ана­ лизатор иа регулирующее устройство, уточняющее настройку. Речь идет, например об автомате по изготовлению веретен в тек­ стильном машиностроении, прокатных станах, некоторых автома­ тических линиях на шарикоподшипниковом заводе и т. д.

В действительности, математическая модель СРК и все, свя­ занные с ней, основные схемы в условиях автоматически поднастраивающихся технологических систем не меняются. Меняется лишь конкретный (физический) вариант, в котором реализуются понятия, и связи этой модели. В число настроенных элементов с возможным износом попадает, например, датчик следящего устройства, если измерение выполняется контактным методом, и регулирующее устройство, если в процессе эксплуатации умень­ шается жесткость соответствующих ему механизмов.

Так же, как при работе на примитивном токарном автомате, здесь человеку — рабочему или контролеру —• при настройке (и позже с определенной периодичностью) приходится выполнять выборочные проверки машины. Речь идет о проверках параметров распределений случайных величин, характеризующих состояние системы и соответствие результатов техническим нормативам по качеству, пользуясь при этом показаниями автономных измери­ телей с автономной (относительно проверяемой системы) обработ­ кой данных.

Иное дело — выбор оптимальных статистических методов и операторов при проектировании комплекса обратной связи, осу­ ществляемой с использованием вероятностной информации, с пе­ реработкой физических сигналов в команды для регулирующих устройств. Прежде всего это не производственная, а чисто техни­ ческая проблема, в которой полностью отсутствует организа­ ционный аспект, а экономический аспект сводится к детермини­ рованной функции одного, реже нескольких технических пара­ метров. Во-вторых, если говорить о математическом аспекте, особенно на непрерывных процессах, то на первый план выходит не теория распределения вероятностей случайной величины, а теория случайных функций.

В целом, если говорить об оптимизации математико-стати­ стических методов для вероятностных технологических систем

2 4 5

с саморегулированием, перед нами проблема, может быть смеж­ ная с той, которой посвящена книга, но возникающая перед инже­ нерами иной квалификации в условиях иных производственных условий и на стыке иных наук.

Промежуточное место занимают комплексно автоматизирован­ ные технологические процессы с вмонтированными на линии дат­ чиками, с электронными статистическими анализаторами, обеспе­ чивающими сигнал о необходимости вмешательства при отклоне­ нии от нормы параметров распределения признака качества или величин, характеризующих состояние технологической системы. Здесь налицо проблема оптимизации выбора решения на основе вероятностной информации, но с особыми возможностями в смысле сроков выборочных проверок, вплоть до непрерывного вычисле­ ния накопленных средних, скользящих средних, средних квадра­ тических отклонений по накопленным данным, корреляционной функции и пр. (в зависимости от особенностей процесса).

По-видимому, в случаях, когда выборочные проверки требуются лишь в технологически обусловленные либо равноудаленные друг от друга моменты, схемы, предложенные в книге, достаточны для проектирования планов автоматизированных выборочных про­ верок. На операциях, где оправдано непрерывное наблюдение, возникает необходимость в громоздких модификациях изложен­ ных в книге схем и алгоритмов. Могут также понадобиться схемы, связанные со случайными функциями, не соответствующими по­ нятию мгновенного распределения, положенному в основу мо­ дели (см. п. 2.2). Так как условия подобного рода возникают на практике пока что довольно редко, включение их в эту книгу представилось нецелесообразным.

Одним из важных понятий методологической схемы, положен­ ной в основу книги, является оперативная цепь решений. В сущ­ ности, ни одну формулировку математико-экономической задачи с критерием экономической оптимальности нельзя считать со­ стоятельной, пока не доказано, что здесь охвачены все звенья оперативной цепи решений, существенно связанные с этой зада­ чей. То, что это требование отнюдь не тривиально, можно было бы показать многочисленными примерами пренебрежения им на различных уровнях технических и экономических расчетов. Отвлеченно говоря, в соответствии с основной диалектической за­ кономерностью, именно, всеобщей связью явлений, оперативные цепи бесконечны. Но и в практическом плане порой вовсе не просто определить такую последовательность смежных звеньев оператив­ ной цепи, для которой задача экономической оптимизации имеет смысл.

В книге границы оптимизируемого отрезка оперативной цепи решений определены с помощью понятия технического норматива, которым может быть функция или коэффициент и правильность которого не проверяется. В частности, оперативная цепь решений СРК начинается с распределения объективного условия в виде

246

технической погрешности при регулировке, например практи­ чески совпадающей с отклонением диаметра очка матрицы от заданного уровня. Это распределение рассматривается как нор­ мативное при условии выполнения допуска инструментальным цехом.

Заканчивается оперативная цепь тоже с помощью норма­ тива — функции потерь с (и) от признака качества и. Эта вели­ чина представляет собой норматив в том смысле, что обусловлена нормальным выполнением следующей операции (в частности, нормальным качеством абразива и соответствием фактического режима обработки заданному технологом). В современной техно­ логии в достаточной мере осуществляется принцип исправления на последующих операциях, что и позволяет разрывать оператив­ ные цепи. Но бывают исключения, когда оперативную цепь нельзя разорвать техническими нормативами, и тогда появляется чрез­ мерное влияние внешних факторов, о котором сказано в гл. 10.

Вообще говоря, в этой книге проблема формирования опера­ тивной цепи решений как основы математической модели опти­ мизации едва намечена. Но она с полной очевидностью проявляется при попытке перенести математические методы оптимизации в ком­ плексные условия производства, где нельзя без риска грубых оши­ бок разгораживать живую ткань реальных событий умозритель­ ными стенками произвольных моделей. Вероятно, эффективность применения математических методов в экономике была бы иной при должном внимании к оперативной цепи решений.

Непосредственно к проблеме членения оперативной цепи ре­ шений примыкают вопросы связи оптимизации СРК с технологи­ ческими решениями. В гл. 7 один из числовых примеров иллюстри­ рует существенное повышение показателя затрат S в результате превращения стационарной операции в операцию с неустранимым износом настроенных элементов технологической системы. Это может произойти, в частности, при изменении технологического решения операции. При каждом изменении технологического процесса могут измениться затраты и потери 5, связанные с обеспе­ чением качества продукции. Поэтому при оптимизации, например, режимов резания вопрос стоит не только о равновесии между экономией машинного времени и дополнительными затратами на инструмент, но и об уравновешивании дополнительных затрат на обеспечение качества, независимо от того, идут ли они за счет цеха или за счет ОТК. Судя по расчетам, приведенным в гл. 7, ясно, что пренебречь этим фактором нельзя. Но и здесь, как и при разрыве оперативной цепи решений, необходимо исходить не из фактического положения, а из нормативного (оптимального) ва­ рианта СРК, так как иначе сопоставления могут привести к иска­ женным выводам.

Аналогично вопрос стоит при оптимизации качества готовой продукции. Известно, что и здесь оптимум возникает при равно­ весии преимуществ от улучшения качества и дополнительных

247

П РИ ЛО Ж ЕН И Я

- 3 ,0 —3,1 —3,2 —3,3 —3,4 —3,5 —3,6 —3,7 —3,8 —3,9 ,0013 ,0010 ,0007 ,0005 ,0003 ,0002 ,0001 ,0001 ,0001 ,0000

24Э

П р о д о л ж е н и е т а б л . 1

1 0 I 2 3 -1 5 6 7 8 9

250

Таблица II

251