Статистические методы контроля и управления качеством. Курсовое проектирование. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВО

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Л. И. НАЗИНА, Г. В. ПОПОВ, Н. Г. КУЛЬНЕВА

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ:

курсовое проектирование

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2015

1

УДК 658 (075.8)

ББК Ж.ц я7

Н19

Научный редактор профессор Г. В. ПОПОВ

Р е ц е н з е н т ы :

кафедра метрологического обеспечения производства Воронежского филиала академии стандартизации, метрологии и сертификации;

директор ФБУ «Воронежский ЦСМ» И. И. ПАВЕЛЬЕВ

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

Назина, Л. И.

Н19 Статистические методы контроля и управления качеством: курсовое проектирование [Текст] : учеб. пособие / Л. И. Назина, Г. В. Попов, Н. Г. Кульнева; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. – Воронеж : ВГУИТ, 2015. – 52 с.

ISBN 978-5-00032-137-9

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавров по направлению27.03.01 – «Стандартизация и метрология», предназначено для закрепления теоретических знаний дисциплин цикла Б1. Приведены тематика заданий к курсовому проектированию, требования к содержанию и оформлению проекта, перечень необходимой учебной и справочной литературы, примеры выполнения отдельных разделов.

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 27.03.01 и изучающих дисциплину «Статистические методы контроля и управления качеством».

Цель изучения дисциплины – подготовка студентов к науч- но-исследовательской и производственно-технологической деятельности, связанной с анализом точности и стабильности технологических процессов, причин возникновения брака, внедрением современных методов управления качеством, выборочного контроля качества и статистического регулирования технологических процессов, а также с разработкой конструкторских и технологических решений в области обеспечения качества.

Цель курсового проекта– закрепление теоретических знаний, полученных при изучении отдельных разделов указанной дисциплины, накопление опыта в области разработки методики контроля и управления качеством с использованием статистических методов, а также приобретение практических навыков исследовательской работы. Проект базируется на основе знаний, полученных студентами при изучении дисциплин«Методы и средства измерений и контроля», «Процессы и аппараты», «Основы технологии продуктов растительного происхождения».

Процесс изучения дисциплины формирует у студентов следующие компетенции:

ПК-5 – способность производить оценку уровня брака, анализировать его причины и разрабатывать предложения по его предупреждению и устранению;

ПКв-3 – способность проводить мероприятия по контролю и повышению качества продукции, организации метрологического обеспечения производства.

Пособие содержит общие рекомендации по выполнению проекта, содержание и порядок проектирования, требования к оформлению пояснительной записки и графической части. Приведены примеры выполнения отдельных подразделов проекта,

список необходимой учебной и нормативной литературы.

3

ТЕМАТИКА ЗАДАНИЙ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Задание на курсовой проект выдается студентам перед прохождением ими технологической практики. Рекомендуется следующая тематика проекта «Разработка методики статистического анализа точности и стабильности технологического процесса изготовления изделия (на примере одной технологической операции)». Название проекта уточняется в соответствии со спецификой места прохождения практики, видом выпускаемой продукции, технологией производства, наличием испытательной лаборатории и т. п.

В ходе технологической практики студенты знакомятся с ассортиментом выпускаемой продукции и показателями ее качества, технологическим процессом изготовления и оборудованием. Анализируются нормативные документы (технические регламенты, национальные стандарты, технические условия, стандарты организаций и т. п.), по которым выпускается данная продукция.

Изучаются методики проведения входного контроля качества сырья и полуфабрикатов, контрольные операции и их место в технологическом процессе, средства измерения и контроля и точность выполнения измерений, а также организация работ по управлению качеством.

За период прохождения практики собираются следующие статистические данные для расчета:

1)данные измерений показателей качества изделий(например, массовая доля влаги, массовая доля жира, кислотность и т. п.) на нескольких технологических операциях с указанием правил отбора проб, периодичности контроля, времени проведения измерений, средств контроля, точности измерения и др.;

2)характеристики технологического процесса, режимы работы оборудования (например, температура в сушильном шкафу, расход сжатого воздуха, скорость движения транспортера, длительность сквашивания и т. п.);

3)виды и количество дефектов изделий на различных операциях, возможные причины их возникновения;

4

4) данные для анализа взаимосвязи либо между какиминибудь параметрами технологического процесса и характеристиками качества изделия, либо между различными характеристиками качества, либо между двумя факторами, влияющими на одну характеристику качества и др. (например, между температурой в сушильном шкафу и массовой долей влаги изготавливаемого изделия, между температурой реакции и выходом продукта и т. п.).

ОБЪЕМ И ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЕКТА

текста и графического материала. Первой страницей расчетнопояснительной записки является титульный лист, второй – задание на курсовой проект.

Разделы пояснительной записки предпочтительно выполнять с использованием средств вычислительной техники, например, могут быть использованы программные комплексы Mathcad, Microsoft Excel и т. п.

Графический материал включает в себя четыре листа формата А1:

1)технологическая схема процесса изготовления изделия;

2)причинно-следственная диаграмма возникновения -де фектов (либо диаграмма выделения приоритетов Парето, либо блок-схема методики статистической оценки процесса производства изделия);

3)диаграмма рассеяния с результатами анализа корреляционной связи между какими-либо параметрами процесса и -ха рактеристиками изделия (либо матрица планирования эксперимента и уравнение регрессии);

4)контрольная карта Шухарта с гистограммой распределения и результатами расчета контрольных границ и индексов воспроизводимости процесса.

Пояснительная записка курсового проекта должна включать следующие основные разделы (табл. 1).

5

Требования к оформлению расчетно-пояснительной - за писки и графической части проекта изложены в методических указаниях [1].

6

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Введение

В разделе требуется привести данные о современном - со стоянии и перспективах развития того производства, к которому относится тематика проекта.

Дать характеристику базового предприятия, описать специфические особенности выпускаемой продукции, обосновать необходимость использования статистических методов для контроля и управления качеством изделий.

Раздел 1. Описание объекта контроля

Раздел должен включать в себя сведения о назначении, области применения изделия, его основных показателях и характеристиках. Нужно привести анализ нормативных документов, по которым выпускаются данные изделия, с указанием нормативных значений показателей их качества. Указать о наличии действующего технического регламента, параметрах безопасности, предъявляемых к данному продукту или изделию. Провести обзор научной литературы по тематике проекта. Перечислить методы контроля показателей качества и безопасности, дать их краткую характеристику. В данном разделе также требуется дать описание устройства, которое используется на базовом предприятии для контроля показателя качества изделия. В разделе рекомендуется привести результаты патентного поиска аналогичных устройств контроля, их сравнительный анализ.

данных, выполненного во время производственной практики, привести наименование средств контроля, их метрологическую характеристику, периодичность контроля. Определить рациональный объем выборки и правила отбора проб (см. пример 1).

7

Разработать наиболее рациональную форму контрольного листка, позволяющего наглядно представить статистические данные, обеспечить простоту их сбора и обработки, а также их последующего анализа [2, 3].

Привести статистические данные контроля показателей качества изделия на нескольких операциях технологического процесса. Для каждой группы данных построить гистограмму распределения, выполнить проверку статистической гипотезы о виде закона распределения случайной величины с использованием критерия согласия и определить основные параметры закона распределения [5]. Затем необходимо сравнить данные контроля показателей качества с их нормативными значениями, определив процент бракованных изделий (см. пример 2).

Раздел 3. Статистический анализ стабильности технологического процесса

Вданном разделе требуется определить, к какому виду данных относится контролируемый параметр изделия: к количественным или качественным(альтернативным). Соответственно должен быть обоснован и тип контрольной карты, используемой для анализа статистической управляемости технологического процесса [8, 9]. Необходимо разработать методику составления мгновенных выборок с анализом общих и специальных причин вариаций. В разделе следует привести все необходимые вычисления для построения контрольной карты, нанесения на нее средней линии и контрольных границ. В случае необходимости следует выполнить пересчет контрольных границ. В результате анализа контрольной карты необходимо сделать вывод о статистической управляемости технологического процесса (см. пример 3).

Взависимости от вывода, сделанного при анализе контрольных карт, оценить либо общую, либо полную изменчивость процесса и рассчитать показатели возможностей процессов(см. пример 4), определив ожидаемый уровень несоответствий продукции на выходе технологического процесса [4, 6, 7].

8

Раздел 4. Анализ причин возникновения дефектов при производстве изделий

Требуется описать технологический процесс изготовления изделия, используемое оборудование, место операций контроля в технологическом процессе. Провести анализ технологического процесса, выявив технологические операции, на которых формируются показатели качества изделия. В графической части проекта необходимо выполнить технологическую схему (см. пример 5).

Для проведения дальнейших исследований выбрать ту операцию технологического процесса изготовления изделия, которая имеет наибольший разброс показателя качества, т. е. наибольшее стандартное отклонение, и наибольшую долю брака или процесс производства по данному показателю не является стабильным.

На основании анализа технологического процесса изготовления изделия следует провести поиск причин возникновения дефектов при помощи диаграммы Исикавы, которая показывает наиболее типичные факторы изменчивости результатов процесса

(рис. 1) [7].

Изменчивость результатов процесса

Рис. 1. Диаграмма Исикавы типичных факторов изменчивости результатов процесса

9

Рекомендуется провести классификацию факторов, влияющих на качество продукта, на немногочисленные существенно важные и многочисленные несущественные при помощи -диа граммы Парето (см. пример 6).

Для исследования влияния выбранных факторов на качество изделия в разделе должен быть проведен корреляционный анализ взаимосвязи либо между какими-либо параметрами технологического процесса и характеристиками изделия(см. пример 7), либо между различными характеристиками качества, либо между двумя факторами, влияющими на одну характеристику качества.

Кроме того, рекомендуется построить математическую модель, описывающую влияние различных факторов на какую-либо характеристику качества изделия, на основе методов планирования эксперимента (см. пример 8). Затем на основании анализа полученной модели установить, в какой мере каждый из факторов влияет на характеристику качества, определить условия, при которых достигается ее наилучшее значение [12].

В данном разделе необходимо на основе полученных экспериментальных данных различных характеристик качества -из делия и их нормативных значений обосновать требования к точности средств контроля соответствующих характеристик.

Заключение. В разделе необходимо сделать вывод о возможности рассмотренного технологического процесса выпускать продукцию требуемого качества, дать заключение о точности и стабильности процесса с указанием ожидаемого уровня несоответствий продукции. Следует привести разработанную методику статистической оценки процесса (например, в виде блок-схемы), указав использованные инструменты управления качеством, критерии для принятия решений, перечень документов, необходимых для заполнения, и т. п.

10