کنترل فرآیند تولید با روشهای آماری

[XMEHRDADX 7,514]

کنترل فرایند تولید با روشهای آماری

فرایند تولید به ترکیبی از ماشینها، روشها، مواد و افراد گفته می شود که برای تولید یک محصول با کیفیت مطلوب بکار گرفته می شوند و کنترل به معنی اتخاذ تدابیر لازم به منظور ایجاد و نگهداری مشخصات و استانداردها می باشد. با کنترل می توان تغییرات نامطلوب را کشف کرد، علل این تغییرات را شناسایی نمود و جهت حذف این علل اقدام لازم را به عمل آورد. هدف نهایی هر فریند تولید، ساخت محصول، مطابق با مشخصات قابل قبول است. نمودار کنترل نموداری است که امکان تجزیه و تحلیل اطلاعات بدست آمده از عملکرد فرایند تولید را در مقایسه با حدود کنترل رسم شده، فراهم می سازد.

بیشترین استفاده از نمودارهای کنترل، کشف انحرافات با دلیل در فرایند تولید است. لازم به ذکر است که انحرافات فرایند تولید به دو گروه قابل تقسیم است:

 

• انحرافات یا تغییرات ذاتی که از ذات فرایند تولید سرچشمه می گیرند.
  
• انحرافات با دلیل ناشی از علل مشخص پیدانشدنی.
  

تغییرات ذاتی از تعداد زیادی علل مستقل بوجود می آید. هر انحراف تصادفی به تنهایی باعث تغییر ناچیز می گردد ؟(ولی تعداد زیادی انحرافات تصادفی منجر به انحراف قابل توجه می شود). نمونه انحراف تصادفی عبارتست از: لرزش خفیف در ماشینها، فرسودگی تدریجی ماشین و ... ؛ حذف انحرافات تصادفی از فرایند تولید مقرون به صرفه نمی باشد، هرگاه تنها تغییرات تصادفی وجود داشته باشد فرایند تولید به بهترین وجه کار خود را انجام می دهد، با این حال چنانچه هنوز اقلام معیوبی تولید شود باید تغییری اساسی در فرایند تولید ایجاد شود و یا در مشخصات قابل قبول محصول بمنظور کاهش اقلام معیوب تجدید نظر گردد.

انحراف با دلیل از یک ویا چند علت مستقل بوجود می آید. هر انحراف با دلیل ممکن است مقدار زیادی تغییر ایجاد کند. مثالهایی از انحراف با دلیل عبارتست از : خطای اپراتور، تنظیم اشتباه دستگاه و استفاده از مواد اولیه نامرغوب. انحراف با دلیل را می توان کشف کرد و حذف آنها معمولاً از نظر اقتصادی توجیه پذیر است.

اگر انحراف با دلیل وجود داشته باشد فرایند تولید به بهترین وجه کار خود را انجام نمی دهد قرار گرفتن یک مشاهده در خارج از حدود کنترل معمولاً به معنی انحراف با دلیل است و فرایند باید مورد بررسی دقیق قرار گرفته و تصحیح لازم بعمل آید، به فرایندی که بدون انحراف با دلیل باشد فرایند تحت کنترل آماری یا به طور خلاصه «تحت کنترل» گفته می شود. با استفاده از نمودارهای کنترل می توان انحرافات با دلیل را از انحرافات ذاتی جدا نمود. در نمودارهای کنترل با استفاده از قوانین احتمال حدود کنترل به گونه ای محاسبه می شود که در عمل، خارج شدن یک مشاهده از حدود کنترل به معنی وارد شدن یک انحراف با دلیل باشد و بازرسی چنین فرایندی لازم گردد.

[XMEHRDADX 7,514]

حدود کنترل

حدود کنترل اکثراً نمودارهای کنترل در فاصله 3 انحراف استاندارد از میانگین آماره مورد استفاده تعیین می شود. استفاده از حدود 3 انحراف استاندارد به معنی این است که با فرض نرمال بودن توزیع داده ها، اگر تنها انحرافات تصادفی وجود داشته باشد، 99.73 درصد مقادیری که بر روی نمودار رسم می شوند بین حدود کنترل قرار می گیرند و تنها 0/27 درصد باقیمانده اعلام خطاهای اشتباه خواهند بود. این درصد آنقدر ناچیز است که اغلب از حدود3 انحراف استاندارد برای جداکردن تغییرات با دلیل از تغییرات ذاتی استفاده می گردد.

نمودارهای کنترل دارای حد مرکزی (Central Line)CL بوده که میانگین فرایند را نشان می دهد و در حقیقت حد وسط، بین حد بالای حدود کنترل(Upper Control Limit) UCL و حد پایین کنترل(Lower Control Limit)LCL است که محدوده فرایند تصادفی را نشان می دهد. در اینجا توجه به این نکته هم لازم است که یک فرایند تحت کنترل آماری به معنی این است که تنها انحرافات تصادفی در فرایند حضور دارد و لزوماً به این معنی نمی باشد که محصول طبق مشخصات تعیین شده تولید می شود و محصول معیوبی تولید نمی گردد. برعکس محصول فرایندی که تحت کنترل آماری قرار ندارد ممکن است محصولات مطابق با مشخصات تعیین شده تولید نماید. اقدام در مورد چنین فرایندی معمولاً در اولویت کمتری نسبت به اقدام در مورد فرایندی است که اقلام معیوب تولید می کند.

[XMEHRDADX 7,514]

مراحل تهیه نمودارهای کنترل

 

 

• انتخاب مشخصه ای که باید بررسی گردد.
  
• انتخاب نوع نمودار کنترل
  
• تعیین خط مرکزی و حدود کنترل
  
• انتخاب زیر گروههای منطقی
  
• تهیه سیستم جمع آوری داده ها
  
• محاسبه حدود کنترل تجدید نظر شده و تهیه دستورالعملهای لازم در مورد تفسیر نتایج و اقداماتی که باید توسط پرسنل مختلف تولید بعمل آید.
  

1. انتخاب مشخصه ای که باید بررسی گردد

 

برای این کار رعایت موارد زیر لازم است:

الف) اولویت به مشخصه هایی داده شود که در زمان بررسی، معیوب بودن اقلام تولید بخاطر آنها باشد.

ب) متغیرهای فرایند و شرایطی که در کیفیت محصول نهایی دخالت دارند تعیین گردند تا بکارگیری نمودارهای کنترل مناسب در کلیه مراحل تولید از مواد اولیه تا محصول نهایی مشخص گردد.

ج) مشخصه هایی انتخاب گردد که از آنها داده های لازم برای پیدا کردن نقصها بدست آید.

د) برای آنکه نمودار کنترل بتواند بعنوان یک وسیله مؤثر در اعلام به موقع خطاها و جلوگیری از تولید اقلام معیوب عمل نماید. نزدیکترین نقطه در فرایند تولید که در آن نقطه با آزمایش اطلاعی درباره انحراف با دلیل حاصل می شود، انتخاب گردد.

 

2. انتخاب نوع نمودار کنترل

 

الف) نمودارهای R,X و S,X :

 

این نمودارها برای کنترل مقادیر اندازه گیری شده مشخصه های کیفیتی پیوسته بکار می روند مشخصه های کیفیتی پیوسته (متغیرها) مشخصه هایی هستند که از روش اندازه گیری حاصل می شوند؛ مانند وزن چای، اندازه قطر بلبرینگ و...

 

ب)نمودارهای نسبت اقلام معیوب p و تعداد اقلام معیوب np .

 

با این نمودارها نسبت و یا تعداد اقلام معیوب فرایند کنترل می شوند؛ مانند نسبت لامپهای سوخته به لامپهای سالم و...

 

ج) نمودارهای متوسط تعداد نقصها در هرواحد بازرسی u و تعداد نقصها در هرواحد محصول c:

با این نمودارها تعداد نقصها در هر واحد محصول یا متوسط تعدد نقصها در هر واحد بازرسی را کنترل می کنیم؛ مانند تعداد خطهای روی استکان های تولیدی.

 

 

3. تعیین خط مرکزی و حدود کنترل

 

خط مرکزی نمودار کنترل ممکن است میانگین داده های گذشته و یا یک میانگین انتخابی (مثلاً یک مقدار استاندارد) باشد. معمولاً حدود کنترل در فاصله انحراف معیار از میانگین تعیین می شود ولی ممکن است از حدود دیگری که ریسکهای آماری آنها متفاوت است نیز استفاده شود.

 

 

4. انتخاب زیر گروههای منطقی

 

آماره هایی که به ترتیب بر روی یک نمودار کنترل رسم می شوند باید از مجموعه اقلام تولیدی که تشکیل زیر گروه منطقی می دهند بدست آمده باشند. زیرگروه ها باید به گونه ای انتخاب شوند که حداکثر امکان یکنواخت بودن اندازه ها در هر زیر گروه و حداکثر امکان اختلاف داشتن زیرگروه ها از یکدیگر وجود داشته باشد.

 

نکات اصلی در انتخاب زیرگروههای منطقی عبارتند از:

 

n گروههای منطقی از محصول که از آنها زیرگروهها انتخاب می شوند.

n ترتیب و فراوانی زیرگروهها.

n اندازه زیرگروه

 

گروههای منطقی از محصول که از آنها زیرگروهها انتخاب می شوند.

ترتیب انتخاب گروههای منطقی محصول، عامل مهمی در آشکار شدن یا مخفی ماندن ماهیت یک انحراف با دلیل است. گروههای منطقی محصول تا حد امکان باید در شرایط مشابهی ساخته شده باشند، بطوریکه اقلام آنها حداکثر شباهت را با یکدیگر داشته باشند.

ترتیب انتخاب گروههای منطقی محصول ممکن است به یکی از چند روش زیر باشد:

Ø براساس عوامل بالقوه تغییرات

Ø از مقادیر مساوی محصول تولید شده

Ø طی فاصله های زمانی مساوی

Ø مشخص نکردن گروههای منطقی محصول و انتخاب مستقیم زیرگروهها از فرایند تولید در فاصله های زمانی مرتب و یا پس از هر تعداد معین تولید.

ترتیب و فراوانی زیرگروهها

هرگاه از نمودار کنترل فرایند تولید استفاده شود اقلام هر زیرگروه (یا نمونه) باید اقلام متوالی به ترتیب تولید باشند، تصمیم در مورد فراوانی زیرگروه ها بستگی به هزینه برداشتن زیر گروه در مقابل ارزش اطلاعات بدست آمده از آن دارد.

اندازه زیرگروه

فاصله حدود کنترل و در نتیجه حداکثر انحرافی که در فرایند تولید بدون کشف شدن باقی می ماند، بستگی به اندازه زیرگروه دارد. هرچه اندازه زیر گروه بزرگتر باشد احتمال بدست آوردن تصویر دقیقتر از عملکرد فرایند تولید بیشتر می شود، ولی به همان نسبت هزینه نمونه گیری افزایش می یابد آنچه در صنعت در این زمینه معمول است انتخاب نمونه های با اندازه 5 است.

5. تهیه سیستم جمع آوری داده ها

اگر نمودار کنترل بخواهد به عنوان یک وسیله روزمره کارگاه مورد استفاده قرار گیرد باید فهم آن برای افراد آسان شود و استفاده از آن براحتی امکانپذیر باشد، وسایل نشاندهنده اندازه ها باید به گونه ای طراحی شوند که خواندن آنها به سرعت صورت گیرد و اندازه های قابل اطمینانی را نشان دهند؛ بهتر آنست که وسایل اندازه گیری طوری

طراحی شوند که علاوه بر نشان دادن اندازه ها، آنها را ثبت هم بنمایند، ثبت داده ها را می توان با تهیه فرمهای مناسب یادداشت و شمارش، آسان نمود.

6. محاسبه حدود کنترل تجدیدنظر شده و تهیه دستورالعملهای لازم در مورد تفسیر نتایج واقداماتی که باید توسط پرسنل مختلف تولید بعمل آید.

برای رسم نمودار کنترل ابتدا باید تعدادی نمونه از فرایند تولید برداشته شود. هنگام برداشتن نمونه ها باید هرگونه تغییر در فرایند از قبیل تغییر در مواد اولیه، اپراتور، ابزار و غیره مورد توجه قرار گرفته و مشخصات هر نمونه یادداشت گردد. سپس با استفاده از فرمولهای مناسب حدود کنترل محاسبه شود. آنگاه مقادیر بدست آمده از نمونه ها (از قبیل میانگین، نسبت و ...) بصورت نقاط بر روی نمودار کنترل رسم شده و نقاط خارج از کنترل احتمالی مشخص شوند. چنانچه پس از قراردادن تمام نقاط، هیچ نقطه ای خارج از حدود کنترل قرار نگیرد، فرایند تحت کنترل اعلام می شود، در این حالت از حدود بدست آمده می توان برای کنترل آینده فرایند استفاده کرد ولی اگر فرایند خارج از کنترل مشاهده شود باید نقاط خارج از کنترل بررسی شده و انحرافات بادلیل مربوط به این نقاط شناسایی شوند و اقلام لازم جهت جلوگیری از بروز این انحرافات در آینده بعمل آید. در اینصورت نقاط مربوط به این انحرافات باید حذف شده و حدود کنترل جدید محاشبه شوند تنها درصورتیکه با حدود جدید نقطه ای خارج از کنترل مشاهده نشود فرایند تحت کنترل محسوب شده و ازاین حدود می توان برای کنترل آینده فرایند استفاده کرد(البته در مواردی حتی اگر تمام نقاط در داخل حدود کنترل قرار گیرند ولی تغییرات آنها منظم یا غیرتصادفی باشد، فرایند تنها تحت تأثیر تغییرات تصادفی نمی باشد که این موضوع را قسمتهای بعد بیشتر بررسی خواهیم کرد.)

دلایل استفاده از نمودارهای کنترل:

 

• نمودارهای کنترل فنون اثبات شده برای بهبود کارایی فرایند می باشند.
  
• نمودارهای کنترل بطور مؤثر از تولید اقلام معیوب جلوگیری می کنند.
  
• نمودارهای کنترل از تنظیم های غیرضروری فرایند جلوگیری می کنند.
  
• از نمودارهای کنترل اطلاعات مؤثری برای تنظیم صحیح فرایند بدست می آید.
  
• از نمودارهای کنترل اطلاعاتی درباره کارایی فرایند بدست می آید.
  

نمودارهای کنترل برای متغیرها

یک مشخصه کیفی قابل اندازه گیری از قبیل قطر، وزن یا حجم یک متغیر کمی نامیده می شود، وقتی مشخصه کیفی یک متغیر کمی باشد، روش معمول آنست که هر دو مقدار میانگین و تغییرپذیری مشخصه کیفی کنترل می شود. متوسط فرایند یا میانگین سطح کیفیت معمولاً با نمودار کنترل برای میانگین ها یا نمودار X کنترل می شود. تغییر پذیری یا پراکندگی فرایند با نمودار کنترل برای انحراف استاندارد که نمودار S نامیده می شود یا نمودار کنترل برای دامنه تغییرات که نمودار R نامیده می شود کنترل می گردد.