Controlul Statistic al Proceselor la Automobile

1.1 Stabilitatea proceselor tehnologice

Documentația tehnică corespunzătoare, buna pregătire a personalului muncitor, întreținerea corectă a echipamentului tehnologic asigură produse fabricate de bună calitate, pe langă un control eficient și permanent al proceselor de fabricație.

Controlul unui proces se poate desfășura ca un control total, se măsoara toate piesele fabricate, sau un control prin sondaj, bazat pe teoria probabilităților și statistică matematică.

Dezavantajele controlului total este faptul că nu este economic pentru că se implica un număr foarte mare de controlori și un volum foarte mare de date de prelucrat, pentru procesele continue, uneori imposibil de realizat.

Avantaje controlului prin sondaj sunt:

•oferă posibilitatea extinderii rezultatelor la întreaga producție pentru că se bazează pe statistica matematică folosind volumul redus al informațiilor,

• se sesizează din timp abaterile caracteristicii de calitate față de specificațiile din documentația tehnică, chiar și după realizarea unui volum redus de produse,

• se reduce costul de fabricație.

Un proces de fabricație este considerat stabil (controlabil) dacă se află numai sub influența cauzelor întâmplătoare, cele sistematice fiind înlăturate. Un proces tehnologic este considerat instabil dacă influența cauzelor sistematice nu a fost înlăturată.

Dacă valorile caracteristicii de calitate se distribuie statistic după o lege cunoscută (de regulă legea normală de repartiție Gauss), procesul este considerat static stabil.

Un proces este dinamic stabil dacă valorile caracteristicii de calitate prezintă în timp aproximativ același centru de grupare și aceeași împrăștiere.

Datorită factorilor tehnologici, caracteristica de calitate variază în cadrul unor limite ce marchează câmpul de dispersie sau de împrăștiere R (relația 1.1):

R=xmax – xmin (1.1)

unde xmax și xmin sunt valorile limită maximă și minimă a caracteristicii de calitate obținută după fabricarea produsului. Câmpul de împrăștiere este marcat de două limite: limita maximă (superioară) LS și cea minimă (inferioară) LI iar in documentația tehnică se regasesc limita superioară ES și limita inferioară EI ale câmpului de toleranță.

Un mod de reprezentare a acestor câmpuri este prezentat în Fig. 1.1.

Fig.3.1. Câmpul de toleranță și câmpul de împrăștiere

Când centrul câmpului de împrăștiere al valorilor caracteristicii de calitate coincide sau este în imediata vecinătate a centrului câmpului de toleranță, sistemul tehnologic este bine reglat. Pentru caracterizarea reglării unui sistem tehnologic se folosesc parametrii statistici: media ( x ), mediana (Me), modulul (Mo).

Media se calculează cu relația (1.2):

(1.2)

Mediana este valoarea caracteristicii față de care frecvența valorilor mai mici este egală cu frecvența valorilor mai mari.

Mediana este valoarea centrală a unei serii, ordonată crescător sau descrescător, care împarte termenii seriei în două părți egale: 50% din termeni sunt mai mici decât mediana și 50% mai mari. Pentru un șir de n valori, dacă n este par mediana se calculează cu relația (1.3), iar dacă n este impar, cu relația (1.4).

(1.3)

(1.4)

Modulul este valoarea caracteristicii cu frecvența cea mai mare, care corespunde punctului maxim al distribuției.

Dacă distribuția respectă legea distribuției normale, modulul se determină cu relația (1.5).

(1.5)

Dispersia (S sau σ) este mărimea care caracterizează împrăștierea, și se determină cu relația (1.6), în care ni reprezintă frecvența absolută a clasei i.

(1.6)

Abaterea medie pătratică se calculează cu relația (1.7).

(1.7)

Aprecierea preciziei sistemului tehnologic se face prin analiza mărimii câmpului de împrăștiere.

Sistemul tehnologic este considerat corespunzător din punct de vedere al preciziei dacă câmpul de împrăștiere al caracteristicii de calitate este mai mic decât câmpul de toleranță.

Precizia se exprimă prin următorii parametrii statistici: abaterea medie pătratică (abaterea standard) S sau σ , amplitudinea valorilor caracteristicii (mărimea câmpului de împrăștiere) R.

Sistemul tehnologic este stabil din punct de vedere al reglajului atunci când valoarea caracteristicii parametrului de grupare ( x , Me, Mo) este constantă în timp.

Sistemul tehnologic este stabil din punct de vedere al preciziei atunci când valoarea caracteristicii parametrului de împrăștiere (S, R) este constantă în timp.

Principalele stări în care se poate afla un proces tehnologic sunt ilustrate în Fig.1.2.

Fig.1.2. Principalele stări ale unui proces tehnologic

(a) Proces stabil ca reglaj și ca precizie-centrul câmpului de grupare coincide cu centrul câmpului de toleranță iar câmpul de dispersie este egal sau mai mic decât câmpul de toleranță.

(b) Proces stabil ca reglaj, instabil ca precizie-centrul câmpului de grupare coincide cu centrul câmpului de toleranță, dar câmpul de dispersie depășește câmpul de toleranță.

(c) Proces instabil ca reglaj, stabil ca precizie-centrul câmpului de grupare este deplasat față de centrul câmpului de toleranță dar câmpul de dispersie este egal sau mai mic decât câmpul de toleranță.

(d) Proces instabil ca reglaj și precizie-centrul câmpului de grupare este deplasat față de centrul câmpului de toleranță și câmpul de dispersie este mai mare decât câmpul de toleranță.

1.2 Controlul procesului statistic ( SPC )

SPC-este un subiect complex cu multe aplicatii în procese manufacturiere și non-manufacturiere. Este de asemenea utilizat pe scaăa largă pentru a satisfice cerințele ISO/TS 16949 pentru identificarea instrumentelor statistice și pentru cunostințele conceptului statistic de bază, ca variatia, control/stabilitate, capabilitatea procesului și suprareglare.

Cu o astfel de utilizare pe scară largă în rândul furnizorilor, este firesc să se confrunte cu variații în modul de implementare la nivelul furnizorilor și executare SPC. Prin urmare, este important să se evalueze utilizarea de SPC a furnizorilor pentru a se asigura că acestia furnizează cele mai bune piese si servicii de calitate și sunt intr-o îmbunătățire continuă a produselor și proceselor lor.

SPC ajută la supravegherea unui proces in unele cazuri având loc o o intervenție de reglare, sau de corectare a procesului, înaintea apariției neconformităților.

Ciclul controlului SPC

Caracteristicile calitative urmărite se măsoară după fabricarea produselor. Rezultatele obținute sunt notate în fișa de controlul calității. Fisele de controlul calității se citesc si se urmăreste gasirea cat mai rapidă a erorilor sistematice, pentru a intervenii în desfășurarea procesului.

Pentru un proces tehnologic complex, procedeele statistice pot identifica abaterile sistematice ale procesului și caracteristicile calitative în limitele de toleranță prestabilite. Această proprietate plasează controlul statistic al proceselor și produselor printre metodele preventive ale managementul calității.

Principiul de bază al SPC este micșorarea costurilor din cauza rebuturilor, prelucrărilor ulterioare și costurilor de verificare.

SPC influențează pozitiv procesul din punct de vedere calitativ. Astfel rezultă economii prin reducerea frecvenței de schimbare a sculei, micșorarea numărului de intervenții în proces sau reducerea pierderilor din cauza operațiilor de reglare.

1.3 Fise de control statistic

Un proces productiv este stabil când variația valorilor caracteristicilor urmărite este generată doar de cauze întâmplătoare, acțiunea acestora traducându-se prin existența unui câmp de împrăștiere mărginit de două limite a căror probabilitate de depășire este redusă (de 0,27 %).Cauze de producție sistematice apar ca rezultat al deplasării pronunțate a câmpului de împrăștiere în raport cu ținta propusă, rezultând la declararea instabilității procesului de fabricație.

Avantajele introducerii fișelor de control:

– se îmbunăteste calitatea și crește productivitatea si se reduce numărul de neconformități, rezultând imediat creșterea productivității, micșorarea costurilor și sporirea capacității reale de producție.

-se promovează acțiuni preventive, adoptându-se rapid acțiuni preventive care se impun.

-se stabilizează procesul productiv.

-se elaborează un limbaj comun în evaluarea performanțelor proceselor.

-se face distincția între cauzele de producție întâmplătoare și cele sistematice astfel se separă probleme care pot fi rezolvate la locul de muncă de cele care solicită acțiunea conducerii.

În general, fișele de control pentru mediană și amplitudine se utilizează doar în cazul în care volumul eșantionului este mai mic decât 10 (n 10 ). Cele mai des utilizate mărimi pentru eșantioanele prelevate în cazul aplicării acestor fișe sunt numere impare. În acest caz, mediana are valoarea numărului din mijlocul șirului de date, aranjat în ordine crescătoare (sau descrescătoare). În situația în care numărul de valori este unul par, valoarea medianei este egală cu media aritmetică a celor două valori centrale ale șirului ordonat crescător sau descrescător.

Pe o fișa de control se pot indica limite de avertizare, limite de intervenție și limite de

Toleranță. Prin intermediul fișelor se realizează controlul continuu al procesului. Se obține o producție constantă și previzibilă din punct de vedere al costurilor și al calitatii. Se constată reducerea dispersiei produselor, micșorarea costurilor și majorarea capacității efective.

Limitele de atenționare și intervenție se determină:

– Xc valoarea centrală a câmpului de toleranță;

– σ abaterea standard.

– A media amplitudinii.

Coeficienții A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 depind de volumul eșantioanelor.

Este oportună efectuarea unor verificări a limitelor de control la anumite intervale și recalcularea lor dacă este cazul. Cel mai potrivit moment pentru verificarea limitelor este momentul în care fișa este completată total , sau când s-a efectuat o anumită modificare în proces.

Regulile firmei FORD

Dacă o serie de 8 puncte consecutive este situată deasupra sau sub linia care marchează media caracteristicilor de calitate, procesul de fabricație este instabil. Această situație denotă un dereglaj al mașinii și o deplasare a mediei valorilor măsurate către una din limitele de control.

Dacă 7 intervale consecutive sunt crescătoare sau descrescătoare, procesul productiv este considerat instabil. Unei asemenea tendințe i se asociază drept cauză un fenomen de uzare

Procesul productiv este declarat instabil dacă 22 de puncte din 25 consecutive sunt situate în treimea centrală a diagramei.

Procesul productiv este în afara controlului atunci când se detectează mai puțin de 10 puncte din 25 consecutive în treimea centrală.

1.4 Capabilitatea

Capabilitatea reprezintă abilitatea de a îndeplini funcțiile sau sarcinile bazate pe performanțe verificate sau nominale în vederea obținerii unor rezultate cuantificabile astfel încât specificațiile sau cerințele stabilite să fie îndeplinite.

Capabilitatea este un indice de performanță pentru aprecierea cantitativă a capacitătii performante pentru un proces tehnologic.

Cerințelele pentru utilizarea indicilor capabilității sunt:

-datele procesului trebuie să fie variabile.

-procesul trebuie sa fie normal distribuit; dacă nu este posibil, se pot folosi metode neconforme.

-specificațiile trebuie să se bazeze pe solicitările clienților.

-un număr suficient de piese trebuie eșantionat.

Pentru un process stabil fără variații din cauze speciale, unde măsuratorile durează o perioadă de timp mai îndelungată pentru toate cauzele posibile de variație, se recomandă un eșantion de minim 125 măsuratori/piese, excepție făcând cazul în care se realizează un studiu inițial sau cauzele de variație sunt prezentate într-o procedura specifică.

Cp=capabilitatea procesului potențial= =

Indexul furnizează o măsurare extinsă în care procesul va furniza iesiri conform specificațiilor dacă distribuția ieșirilor se regăseste în limitele specificate.

Calcularea CP pentru toleranța bilaterală

Cp=USL-LSL/6(R/d2

USL = limita specificată superioară

LSL = limita specificată inferioară

R= rang mediu

d 2= constanta bazată pe marimea subgrupului

Interpretarea Cp

Capabilitatea Procesului Potențial Valoare Cp

Neconform (roșu) <1.33

Conform (galben) 1.33-1.66

Bun(verde) >1.66

Calcularea Cpk pentru toleranța unilaterală

X= media procesului

LSL = limita specificată superioară

USL= limita specificata inferioară

R= interval mediu

d2= constanta bazată pe mărimea subgrupului

R/d2 este o estimare a deviației standard.

Interpretarea Cp/Cpk

Cp indică de câte ori lățimea distribuție unui proces se încadrează în limitele specificate. Cp nu ia in considerare centrarea procesului, ex. locțtia procesului. Astfel, se indiăa capabilitatea procesului potențial și nu capabilitatea procesului actual.

Cpk indică capabilitatea procesului actual. Se ia în considerare centrarea procesului pe langă lațimea distribuției procesului.

Capabilitatea procesului versus Performanța

Capabilitatea procesului este determinată de variația care apare din cauze obișnuite. Este în general reprezentată de cele mai bune performanțe ale procesului de control.

Performanțele procesului reprezintă ieșirile procesului total și modul în care întâmpină solicitările clienților (definite de specificații), indiferent de sursa de variație a procesului în sau între subgrupuri. Prezentarea Pp- performanța procesului potențial. Se compară variația maximă admisă după cum indică toleranța performanței procesului. Pp nu este afectat de locul procesului și poate fi calculat numai bilateral. Nu are sens pentru toleranța unilaterală.

Performanța Procesului Potențial Valoare Pp

Neconform (rosu) <1

Conform (galben) 1-1.33

Bun(verde) >1.33

Indexul Ppk indică performanța procesului actual. Este necesară locația procesului global precum și luarea în considerare a variaței de process global. Ppk arată dacă performanța procesului este de fapt satisfacerea cerințelor clienților.

Raportul Ppk/Pp se folosește pentru a evalua performanța procesului, dar nu influențează performanța.

Calcularea Ppk pentru toleranța unilaterala

X- media procesului

USL = limita specificată superioară

LSL = limita specificată inferioară

s = Deviația standard

Calcularea toleranței bilaterale

Indicele Ppk pentru toleranțe bilaterale se calculează ca fiind minimul dintre indicele de performanța inferior PPL și indicele de performanța superior PPU:

Media procesului

LSL = limita inferioară a specificației

USL = limita superioară a specificației

s = deviația standard

Arbore decizional al procesului capabilității

DA NU NU

NU DA DA

Etape

Controlul procesului statistical

Determinarea capabilității procesului pentru date neconforme:

u=

c=numărul neconformităților din subgrup

n=numărul inspectat din subgrup:

suma neconformităților din toate subgrupele

suma numerelor inspectate din toate subgrupurile

np=numărul unităților neconforme din subgrup

n=numărul unităților din subgrup

suma numerelor unităților neconforme din toate subgrupurile

suma numerelor inspectate din toate subgrupurile

Se foloseste indexul mediu p pentru a calcula media capabilității:

Media capabilității =(1-p‾)x100%

Suport/ Responsabilitate conducere

Implicare conducere Realizare de către operator Implicare conducere

Cum selectează furnizorul caracteristicile SPC (sau parametrii procesului)?

Sunt corespunzătoare procedurile SPC și instrucțiunile de lucru de la nivelul furnizorului?

Cum determină furnizorul frecvența eșantionării?

Cum determină furnizorul mărimea subgrupului?

Diagramele de control sunt corespunzătoare pentru procesele și datele colectate?

Sub ce circumstanțe îsi recalculează furnizorul limitele de control?

Are furnizorul la dispoziție un minim constând într-un manometru de calibrare și un manometru de analiză Repetabilitatea&Reproductibilitate?

A verificat furnizorul liniaritatea manometrului ?

Are furnizorul un sistem de măsurare folosit corespunzător și studii adecvate?

Furnizorul are capabilitatea procesului si/sau indice de performanță valabil?

Capabilitatea procesului și/sau indexul de performanța satisface asteptările clientului ?

Pas Intrebare

Instruire și Suport tehnic

Cum te asiguri că personalul tău este instruit corespunzător în ceea ce privește SPC?

A doua parte a evaluării furnizorului trebuie să evalueze eficiența cu care furnizorul folosește SPC pentru a controla și monitoriza procesele selectate. Este important ca această evaluare să aibă loc la un punct de control, de exemplu într-o stație de prelucrare și să implice direct persoanele care folosesc SPC. Este de asemenea important să analizezi mai multe aplicații SPC pentru a obține o bună reprezentare a execuției furnizorului.

Furnizorul aplică un proces corespunzător pentru colectarea de date și crearea de diagrame de control?

Furnizorul folosește limite de control statistic?

Câte teste de control aplicabile folosește operatorul?

Care este reacția recomandată la semnalul de control al ieșirilor?

Diagrama indică acțiuni corective eficiente?

Când furnizorul găsește un semnal , cum oprește producția?

Cât de departe în timp (în perioada de timp sau număr de piese) oprește furnizorul producția?

Pd = Probabilitatea de detectare a unui schimbări medii

Pas Intrebare

Capitolul 2

Ford Motor Company este o corporație multinațională Americana, din punct de vedere al producției de automobile situându-se pe locul 3 în lume. În ceea ce privește veniturile și profitabilitatea, de-a lungul timpului, s-a regăsit în topul 10 companii din lume .

Ford Romania este un producător de automobile cu sediul în Craiova, subsidiar al companiei americane Ford. Compania Ford a preluat fabrica de automobile de la Craiova în Martie 2008. În prezent, numărul angajațiilor Ford Craiova este de aproximatix 2500 și numărul angajațiilor furnizorilor și contractorilor este de aproximativ 1000. Din 2012 produce modelul B Max exclusiv în fabrica de la Craiova.

Orice autovehicul are în componența sa o multitudine de sisteme mecanice și electrice.

Ford este implicat în dezvoltarea produselor în intrega lume. În 2014, au fost introduse 23 de vehicule noi la nivel global. În 2013, Ford a înregistrat cea mai mare cota de piață între producătorii de autoturisme în U.S..

În plus, seria Ford a fost cel mai bine vândut autovehicul pentru al 32 an consecutive.

Cu cele mai noi produse auto și un angajament de îmbunătățire continuă a industriei de combustibil, Ford este foarte bine poziționată pe piața de autoturisme.

În structura mecanismelor unul dintre elementele care determină caracterul mișcării este fuzeta.

Fuzeta -este un element mecanic care împreună cu brațul suspensiei alcătuiește articulația suspensiei unui automobil. Se numește fuzeta datorită formei de fus cerută de necesitatea montării împreună cu un rulment cu doua rânduri de bile. Are un rol foarte important reprezentând elementul de legatură principal între sistemul de suspensie, sistemul de frânare și sistemul de direcție, acestea fiind montate direct pe fuzeta.