Роль статистических методов в выявлении несоответствий технологического процесса производства труб

№53-1,

технические науки

В статье рассмотрены направления применения статистических методов при анализе процесса производства трубной продукции. Выявлены особенности применения данных методов на примере ООО "Рязанский Трубный завод".

Похожие материалы

Стальные трубы различного профиля и размера широко используются во многих сферах экономики, в том числе при транспортировке энергоносителей. В связи с этим вопросы их качества и надежности выходят на первый план. Однако в условиях массового производства порой достаточно сложно в реальном времени проконтролировать выполнение заданных требований технологического процесса на должном уровне. Поэтому возникает необходимость в применении различных методов и инструментов управления качеством, как готовой продукции, так и технологического процесса производства.

Наиболее рациональным решением в подобной ситуации является контроль текущего состояния производства с помощью детального статистического исследования основных его составляющих. Применение статистических методов управления качеством позволяет не только непрерывно контролировать качество выпускаемой продукции, но и своевременно выявлять возможные причины возникновения несоответствий.

В трубной промышленности, как и в любой другой, применение такого инструмента как контрольный листок существенно упрощает сбор и регистрацию данных, например о видах дефектов, об их локализации по поверхности трубы и т.д. Например, контрольный листок результатов испытания труб на растяжение является источником для построения гистограммы, с помощью которой можно судить о состоянии процесса. Данный метод является расчетным и не представляет сложности в применении и анализе. В то же время применение таких инструментов как диаграммы Исикавы, Парето и контрольных карт требует глубокого анализа производственного процесса и имеет свои особенности и преимущества, а также участия большого количества специалистов.

Сначала рассмотрим преимущества применения диаграмм Парето и Исикавы, т.к. каждая из них имеет свои индивидуальные особенности относительно анализируемого процесса.

Диаграмму Парето рационально применять в процессе систематизации данных по видам дефектам, влияющим факторам (оборудование, персонал, поставщик и т.д.). Она позволяет наглядно проанализировать количество дефектов, проранжировать факторы и выявить те, которые встречаются чаще остальных. При решении проблемы качества продукции именно на них стоит обращать внимание в первую очередь. Пример диаграммы Парето по данным о дефектной продукции в ООО «Рязанский Трубный завод» в период с февраля по март 2016 года представлен на рисунке 1.

Диаграмма Парето
Рисунок 1. Диаграмма Парето

При производстве трубной продукции возможно возникновение большого числа разновидностей дефектов, но современные технологии позволяют полностью исключить многие из них. Однако те дефекты, которые не исключены за счет функциональных возможностей трубоэлектросварочного стана, требуют подробного анализа.

Статистический анализ дефектной продукции в ООО «Рязанский Трубный завод» свидетельствует о том, что наибольшее количество несоответствий приходится на качество сварного шва.

Помимо диаграммы Парето, в ходе анализа производственного процесса, применяют диаграмму Исикавы. Это наиболее эффективный метод в своем роде, так как требует творческого мышления и коллективной работы немалого количества специалистов различных областей. Поэтому в данном случае особенно важен сам процесс построения такой диаграммы, с помощью которой в конечном итоге можно отследить влияние различных причин на исследуемый объект, например на качество сварного шва. Проанализируем его, так как наибольшее количество несоответствий приходится именно на сварку. На рисунке 2 представлена диаграмма Исикавы, построенная в ходе исследования производственного процесса в ООО «Рязанский Трубный завод».

Диаграмма Исикавы
Рисунок 2. Диаграмма Исикавы

Основным фактором, влияющим на качество сварного шва, является оборудование, используемое при сварке. Конструктивно-технологические характеристики трубоэлектросварочного стана играют основную роль, так как от скорости подачи штрипсов зависит вероятность возникновения такого дефекта как непровар сварного шва, а величина подачи тока на нагревательный элемент влияет на появление несплавлений сварного шва.

Также неотъемлемым фактором, влияющим на качество сварного шва труб являются особенности технологического процесса и качество его документирования, контроль выполнения требований технологического процесса, контроль заготовок и готовой продукции, качество исходного материала (условия доставки, хранения, химический состав и т.д.), а также персонал и условия их труда (организационная структура, техника безопасности, состояние рабочих мест).

Для наибольшей эффективности исследования рекомендуется применять диаграмму Парето совместно с диаграммой Исикавы. А именно, выявив с помощью диаграммы Парето вид дефекта, который встречается чаще остальных, либо фактор, оказывающий наибольшее влияние, посредством построения диаграммы Исикавы можно подробно проанализировать причины, вызывающие появление данного дефекта или столь высокую степень воздействия исследуемого фактора. Например, по данным построенной диаграммы Парето на ООО «Рязанский Трубный завод» видно, что наибольшее количество дефектов приходится на сварной шов, а последующее построение диаграммы Исикавы раскрывает причины, которые могут вызывать данный дефект.

Статистические методы контроля и управления качеством также позволяют исследовать производственный процесс на предмет его стабильности и воспроизводимости (пригодности). Для этого применяются контрольные карты в первом случае и анализ пригодности и вопроизводимости - во втором.

При этом, помимо контрольных карт по количественному признаку (\overline{X}<em>-R, </em>\overline{X}<em>-</em><em>S), с помощью которых при исследовании определённого параметра, например, внешнего диаметра трубы, можно определить насколько стабилен процесс относительно выполнения требований к анализируемому параметру, статистический анализ предполагает изучение стабильности процесса с помощью контрольных карт по альтернативному признаку (p и u-карт в нашем случае).

Преимуществом использования карты доли дефектных единиц продукции (p-карта) и карты количества дефектов на единицу продукции (u-карта) является то, что помимо предоставления возможности оценки стабильности производственного процесса они показывают среднее значение доли дефектных единиц продукции и среднее значение количества дефектов на единицу продукции соответственно. То есть по этим данным можно судить не только о стабильности процесса, но и о том, насколько велико количество дефектов, допускаемых при производстве. На рисунках 3 и 4 изображены контрольные карты, построенные по данным ООО «Рязанский Трубный завод» в период с февраля по март 2016 года.

Контрольная карта количества дефектов на единицу продукции
Рисунок 3. Контрольная карта количества дефектов на единицу продукции
Контрольная карта доли дефектных единиц продукции
Рисунок 4. Контрольная карта доли дефектных единиц продукции

По полученным данным можно судить об отсутствии особых причин, по которым процесс мог бы выйти из стабильного состояния, однако значения средних линий контрольных карт показывают достаточно большое число дефектов на единицу продукции, а также долю дефектных единиц продукции, что свидетельствует о необходимости разработки корректирующих мероприятий для снижения доли брака.

Проанализировав роль статистических методов в изучении производственного процесса производства профильных труб, можно с уверенностью сказать об их значимости в процедуре контроля параметров изготавливаемой продукции, а также параметров технологического процесса. Применение рассмотренных методов в совокупности позволит грамотно исследовать виды и количество дефектов, возникающих в процессе производства, а также выявить причины, которые способствуют их появлению. Также преимуществом применения статистических методов является возможность наглядного изображения ситуации на производстве в целом и по отдельным его параметрам.

Список литературы

  1. Волкова С.В. Контрольные карты Шухарта как инструмент визуализации производственного процесса / С.В. Волкова, В.А. Данилко // Качество продукции: контроль, управление, повышение, планирование. – 2015. – Том 1, с. 232-234.
  2. Волкова С.В. Улучшение производства труб профильных на базе статистических методов / С.В. Волкова. – LAB LAMBERT, 2016. – 149 с.
  3. Губарев А.В. Автоматизация статистического контроля качества в образовательном учреждении / А.В. Губарев, И.В. Горюнов, С.Н. Дьяков // Современное образование: содержание, технологии, качество: материалы международного форума. – 2010. – с. 119-120.
  4. Губарев А.В. Статистические методы управления качеством в образовательном учреждении: Учеб. пособие / А.В. Губарев, В.С. Гуров, В.А. Фатькин. – Рязан. гос. радиотехн. университет, 2010. – 124 с.