Технологическое обеспечение качества

Контрольные карты.

Одним из основных инструментов в обширном арсенале статистических методов контроля качества являются контрольные карты. Принято считать, что идея контрольной карты принадлежит известному американскому статистику Уолтеру Л. Шухарту. Она была высказана в 1924 г. и обстоятельно описана в 1931 г. Первоначально карты использовались для регистрации результатов измерений требуемых свойств продукции. Выход параметра за границы поля допуска свидетельствовал о необходимости остановки производства и проведении корректировки технологического процесса в соответствии с указаниями специалиста, управляющего производством. В результате появлялась информация о том, кто и на каком оборудовании получал брак в прошлом. Однако решение о корректировке в этом случае принималось тогда, когда брак уже был получен, поэтому важно было определить процедуру, которая бы накапливала информацию не только для ретроспективного исследования, но и для принятия решений. Предложение об использовании карт для принятия решений опубликовал американский статистик И. Пейдж в 1954 г. Такие карты называются кумулятивными или контрольными.

Контрольная карта содержит центральную линию, два контрольных предела (над и под центральной линией) и значения характеристик (показателей качества), нанесённых на карту для отображения состояния процесса.

В определенные периоды времени отбирают (все подряд; выборочно; периодически из непрерывного потока и т. д.) N изготовленных изделий и измеряют контролируемый параметр.

Результаты измерений наносят на контрольную карту и, проанализировав значения, принимают решение о продолжении процесса или о его корректировке.

Технологическое обеспечение качества тесно связано с понятием «надёжность» и связано, прежде всего, с техникой. Его можно трактовать как «безотказность», «способность выполнять определённую задачу» или как «вероятность выполнения определённой функции или функций в течение определённого времени и в определённых условиях». Для оценки вероятности, как известно, применяются статические характеристики.

Результаты измерения надёжности должны включать данные об объёме выборок, о доверительных границах и о процедурах выборочного исследования.

В технике применяется также понятие «удовлетворительное выполнение». Точное определение этого понятия связано с определением его противоположности – «неудовлетворительное выполнение» или «отказа».

Отказы системы могут быть обусловлены конструкцией деталей, их изготовлением или эксплуатацией. В современных условиях большое внимание уделяется надёжности электронного оборудования.

Общему понятию «надёжность» противопоставляют понятие «собственно надёжность» образца оборудования, которая представляет собой вероятность безотказной работы в соответствии с заданными техническими условиями при установленных проверочных испытаниях в течение требуемого промежутка времени. При испытаниях надёжности измеряется «собственно надёжность», которая представляет собой по существу «операционную надёжность» оборудования и является следствием двух факторов: «собственно надёжности» и «эксплуатационной надёжности». Эксплуатационная надёжность, в свою очередь, обусловлена соответствием аппаратуры её использованию, порядком и способом оперативного применения и обслуживания, квалификацией персонала, возможностью ремонта различных деталей, факторами окружающей среды и т. д.

На каждую характеристику, подлежащую измерению, в технических условиях задаётся допуск, нарушение которого рассматривается как отказ. Допуск, определяющий отказ, должен быть шире нормального заводского допуска и равен оптимальному с необходимой надбавкой на износ. Именно поэтому заводские допуски устанавливают с учётом того, что детали со временем изнашиваются.

Основными понятиями, связанными с надёжностью, являются:

• Исправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;
• Работоспособность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;
• Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате изделием его работоспособности;
• Полный отказ – отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным;
• Частичный отказ – отказ, до устранения которого остаётся возможность частичного использования изделия;
• Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени;
• долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т. п.;
• ремонтопригодность – свойство изделия, выражающееся в его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов;
• надёжность (в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях;
• восстанавливаемость – свойство изделия восстанавливать начальные значения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а также восстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов;
• сохраняемость – свойство изделия сохранять исправность и надёжность в определённых условиях и при транспортировке.

Для предвидения отказов в будущем необходимы фактические данные о частоте отказов за время использования оборудования по назначению.

При обработке информации используется величина, обратная частоте отказов, - «среднее время между отказами». Для исследования надёжности используют достаточно сложные аналитические методики. Например, при изучении электронных систем инженер выбирает ряд ключевых характеристик, затем наиболее важную из них, после этого представляет варианты действий, останавливается на одном из них, изучает работы и оценивает их.

В связи с высокими темпами современного научно-технического прогресса важно выбрать оптимальный момент для перехода от научных исследований и подготовительных работ к производству продукции. В условиях конкуренции удачно выбранное время запуска в производство является важным фактором, действующим в двух направлениях: «слишком ранний запуск в производство может привести к таким же отрицательным последствиям, как и слишком поздний».

Причинами регулярной ненадёжной продукции могут быть:

• отсутствие регулярной проверки соответствия стандартам;
• ошибки в применении материалов и некорректный контроль материалов в ходе производства;
• некорректный учёт и отчётность по контролю, включая информацию об усовершенствовании технологии;
• не отвечающие стандартам схемы выборочного контроля;
• отсутствие испытаний материалов на их соответствие;
• невыполнение стандартов по приёмочным испытаниям;
• отсутствие инструктивных материалов и указаний по проведению контроля;
• нерегулярное использование отчетов по контролю для усовершенствования технологического процесса.

Математические модели, применяемые для количественных оценок надёжности, зависят от типа надёжности. Современная теория выделяет три таких типа:

• надёжность мгновенного действия (например, плавких предохранителей);
• нормальная эксплуатационная надёжность (например, вычислительной техники). В исследованиях нормальной эксплуатационной надёжности в качестве единицы измерения используют среднее время между отказами. Рекомендуемый на практике диапазон от 100 до 2000 ч;
• чрезвычайно продолжительная эксплутационная надёжность (например, космические корабли). Если требованием к сроку службы является временной интервал свыше 10 лет, то надёжность таких изделий относят к чрезвычайно продолжительной эксплуатационной надёжности.

При нормальной эксплутационной надёжности техническое предсказание надёжности может быть теоретическим, экспериментальным и эмпирическим. Теоретически разрабатывают схему на надёжность испытательной операции и проверяют соответствие схемы с помощью математической модели. Если схема не соответствует операции, вносят уточнения до тех пор, пока соответствие не будет достигнуто. Это так называемое научное исследование.

Эмпирический подход заключается в выполнении необходимых измерений в отношении фактически выпускаемой продукции и выводах о надёжности.

Экспериментальный подход занимает промежуточное положение между теоретическим и эмпирическим. При экспериментальном подходе используют и теорию, и измерения. При этом широко применяют методы математического моделирования процессов, получая на этой основе экспериментальные данные. Далее информация подвергается статистическому анализу с помощью современных средств вычислительной техники, что обеспечивает требуемую достоверность выводов.

Любому виду испытания предшествует план эксперимента.

Поскольку надёжность является вероятностной характеристикой, количественные оценки используются для оценки средней надёжности, рассчитанной на основе выборок из всей совокупности, а также для предсказания будущей надёжности. Указанная характеристика исследуется статистическими методами и уточняется с их помощью.

Надёжность многих изделий может быть выявлена в течение их эксплуатации. При этом используются научно обоснованные методы, которые позволяют обнаружить дефекты, обусловленные нарушениями технологического процесса производства.

Во избежание дефектов производитель должен:

• применять статистический контроль качества;
• проверять через определённые интервалы времени управляемость процессов;
• выпускать изделия в соответствии с требованиями заказчика.

Анализ существующих определений надёжности приводит к выводу о том, что под надёжностью, как правило, понимают безотказную работу изделий при регламентированных условиях эксплуатации в течение определённого периода времени.

Дата добавления: 2014-01-07