Регулирование может проводиться по количественному и по альтернативному признаку.
При регулировании процесса по количественному признаку обычно используют карты средних арифметических Х, медиан Х, среднеквадратичных отклонений S и размахов R.
Контрольные карты средних арифметических и медиан применяют как для одностороннего, так и для двухстороннего регулирования. Их целесообразно применять в процессах, для которых разладка характеризуется смещением настройки, а рассеивание мало изменяется (например, при механической обработке). При этом метод средних арифметических предпочтителен в случае сложных настроек операций и жестких допусков, а метод медиан – когда имеется запас точности оборудования. Метод средних требует меньших объемов выборок (примерно в 1,6 раза), но более трудоемок, чем метод медиан.
Методы среднеквадратичных отклонений и размахов применяют для регулирования процессов разладка которых характеризуется наибольшим увеличением рассеивания контролируемого показателя. Нередко для регулирования технологических процессов используют комбинированные контрольные карты.
При регулировании процесса по альтернативному признаку каждую единицу продукции относят к категории годных или дефектных, а решение о настройке процесса принимают в зависимости от количества обнаруженного количества дефектных единиц или дефектов. Такое регулирование иногда называют регулированием по принципу "хорошо – плохо". Для регулирования по альтернативному признаку используют контрольные карты доли дефектности Р, числа дефектных единиц nР, числа дефектов С и среднего числа дефектов U.
Карты доли дефектности (Р – карты) применяются для выборок одинакового и разного объема. На карту наносят значения Р =nдеф / N.
При постоянном объеме выборки можно пользоваться картой числа дефектных единиц nР.
Если в процессе изготовления продукции появляются дефекты, случайно распределенные по длине, площади или объему продукции, следует применять карты числа дефектов ( С – карты). Если объем выборок при этом непостоянен, то вместо С – карты целесообразно воспользоваться картой среднего числа дефектов. Среднее число дефектов в этом случае определяют как отношение количества дефектов в выборке к объему этой выборки U =nдеф / N.
Примеры построения и использования контрольных карт приведены в разделе, посвященном статистическим методам управления качеством.
Под статистическим регулированием технологического процесса понимают корректировку параметров процесса в ходе производства с помощью выборочного контроля изготавливаемой продукции для обеспечения требуемого качества и предупреждения брака.
При статистическом регулировании решение о вмешательстве в процесс для корректировки его параметров принимается на основе анализа значений каких-либо статистических оценок показателей качества (среднее арифметическое, медиана, размах и др.). Чаще всего статистическое регулирование процессов изготовления штучных изделий осуществляют для отдельных технологических операций. Выполняемые операции при этом должны находится в статистически управляемом состоянии, то есть должны поддаваться статистическому регулированию, а вероятность попадания значений показателя качества в определенные пределы должно быть предсказуемо.
Статистическое регулирование можно осуществлять как по качественным (доля бракованных изделий, число дефектов), так и по количественным показателям.
Простым и полезным средством обнаружения разладки процесса являются контрольные карты. Главная цель их применения - своевременное выявление ухудшения характеристик технологического процесса. Важно, чтобы данные по результатам контроля наносились на карту возможно скорее после извлечения выборки. Это позволяет своевременно обнаружить нарушение процесса.
Впервые контрольные карты были предложены в 1924 году У.Шухартом с намерением отделить случайную вариацию от вариаций, обусловленных определенными причинами.
Качество промышленной продукции в процессе производства неизбежно подвержено изменениям. Для таких вариаций имеются различные причины, которые можно разделить на две группы.
Случайная причина. Вариации обусловленные случайными причинами необходимы. Они неизбежно встречаются в любом процессе, даже если процесс проводится с использованием стандартного сырья и самых точных методов. Исключение таких вариаций непрактично да и невозможно.
Определенная причина. Вариация, обусловленная определенной причиной означает, что существуют факторы, требующие изучения. Таких воздействий можно избежать и нельзя упускать такую возможность. Бывают случаи, когда изменения в процессе вызваны несоблюдением стандартов или грубым нарушением режимов. Такие вариации можно обнаружить на контрольных картах.
В практике статистического регулирования применяют разнообразные типы контрольных карт, которые различаются по количественному или качественному (альтернативному) признаку контроля .
Таблица 1. Типы контрольных карт
Метод контроля |
Тип контрольной карты |
По количественному признаку |
Карта средних арифметических значений, `Х Карта индивидуальных значений, Xi Карта медиан, М Карта размахов, R Карта средних квадратичных отклонений, S Комбинированные карты, (Х—Xi), (X—R) |
По альтернативному признаку |
Карта доли дефектных единиц, P Карта числа дефектных единиц nP Карта числа дефектов в единице продукции, C Карта среднего числа дефектов в единице продукции, U Карта групп качества |
Статистическое регулирование по количественному признаку
При данном виде регулирования определяют значения одного или нескольких параметров продукции и решение о контролируемой совокупности принимают в зависимости от этих значений. Получаемые при этом распределения должны подчиняться нормальному закону (Гаусса) или закону Максвелла).
При регулировании уровня наладки, т.е. относительного значения измеряемой статистической характеристики используют карты средних арифметических значений, медиан и индивидуальных значений.
При регулировании рассеивания значений параметра процесса используют контрольные карты средних квадратичных отклонений и размахов.
Часто карты размахов используют вместе с картами средних значений для управления разбросом внутри групп.
Если данные о процессе поступают через большие промежутки времени или если группирование данных не эффективно, они наносятся на график отдельными точками по мере поступления (карта текущих значений Хi). В этом случае нет возможности вычислить средний размах Ro и для определения контрольных пределов приходится использовать текущие значения размаха R по последовательно поступающим данным.
Контрольные карты обычно представляют собой графики на горизонтальной оси отложены номера выборок, а по вертикали - выборочные значения соответствующей характеристики. На карту наносят также горизонтальную центральную линию регулирования Ср, соответствующую среднему значению контролируемого параметра и две горизонтальные линии границ регулирования (верхняя Рв и нижняя Рн). На контрольную карту могут быть также нанесены и границы допуска регулируемого параметра. Границы регулирования в этих контрольных картах определяют по формулам, приведенным в таблице 1.