17.2.9
Statistická analýza a regulace výrobního procesu
Ing. Barbora Stieberová, Ph. D.
Statistická analýza výrobního procesu
Účelem statistické analýzy výrobního procesu je na základě pravděpodobnostního rozboru výrobního procesu charakterizovat tento proces, navrhnout a prosadit opatření, která by vedla ke stanovení optimálních charakteristik přesnosti a ustálenosti (stability) výrobního procesu. Přesností výrobního procesu rozumíme schopnost výrobního zařízení dodržet technický předpis nebo technologický postup. Ustálenost výrobního procesu je schopnost tohoto zařízení výrobní přesnost po určitou dobu udržet.
Náhodné a vymezitelné příčiny proměnlivosti jakosti výrobků
Výrobní proces je ovlivněn řadou příčin, které způsobují, že žádné dva výrobky nebo hodnoty jejich znaků nejsou stejné. Tyto příčiny můžeme rozdělit do dvou skupin na náhodné a na vymezitelné.
Vymezitelné příčiny
(v literatuře též označované jako systematické nebo zvláštní) vykazují během procesu určitou zákonitost, jsou snadno zjistitelné a lze je eliminovat v relativně krátké době a při relativně nízkých nákladech.
Například to může být:
použití neshodného materiálu
použití nesprávného či nevhodného nástroje
použití vadného či poškozeného nástroje
nedodržení technologického postupu
nedostatek kvalifikace dělníka
vědomě špatné zacházení dělníka se strojem
Jestliže se při výrobním procesu vyskytují tyto příčiny, jde o statisticky nezvládnutý proces, který je na svém výstupu nepředvídatelný.
Náhodné příčiny
(v literatuře označované také jako přirozené) nepodléhají žádné zákonitosti, jsou přirozenou vlastností výrobního procesu. Je jich velký počet, ale každá sama působí v malém rozsahu. Působí – li na proces pouze náhodné příčiny, říkáme, že je proces statisticky zvládnutý nebo též regulovaný. Znaky jakosti mají stabilní rozdělení pravděpodobnosti a lze tedy předpovídat chování výrobního procesu.
Např.:
změna technických vlastností stroje (vůle, opotřebení)
změna vlastností nástroje (pevnost, trvanlivost)
kolísání vlastností materiálu (homogenita, tvrdost)
pečlivost, přesnost obsluhy, změna směny
změny pracovního prostředí (teplota okolí, rázy, chvění, výkyvy v příkonu elektrického proudu).
Předpoklady statistické analýzy výrobního procesu
Můžeme studovat souhrnné působení náhodných veličin za určité časové období, jestliže jsou splněny tyto předpoklady:
Na výrobní proces působí náhodné příčiny, jejichž počet je veliký a vliv nepatrný.
Jevy jsou stochasticky nezávislé.
Působení náhodných jevů je přibližně stejného řádu.
Jsou to předpoklady nutné pro platnost Centrální limitní věty. Tato věta říká, že součtem mnoha nezávislých (slabě závislých) náhodných veličin vznikne veličina nová a ta je asymptoticky normální.
Hustota pravděpodobnosti normální rozdělení:
Rozdělení četností měřitelného znaku je normální, jestliže působí pouze náhodné vlivy.
Parametry
nemají během procesu měnit své hodnoty. V případě, že k tomu dochází, působí systematické vlivy a jakost se ve většině případů zhoršuje.
je střední hodnota sledovaného znaku jakosti (hodnota na kterou bylo výrobní zařízení ve výrobní operaci skutečně nastaveno).
Statistická analýza výrobního procesu vychází z časového sledování změn obou parametrů
a porovnává jejich hodnoty s tolerancemi a tolerančními mezemi.
Diagramy přesnosti a stability
Diagram přesnosti (stability) slouží při statistické analýze výrobního procesu k posouzení výskytu systematických vlivů. Pro jeho sestrojení provedeme 100 až 200 měření hodnot znaku jakosti. Rozdělíme je chronologicky do m skupin stejného rozsahu n. Na osu x vynesme pořadí skupiny a na osu y hodnoty skupinových průměrů
Na obr.1 není výrobní proces ovlivňován systematickými vlivy. Nastavení stroje se nemění, což dokazuje průběh křivky
která kolísá pouze v určitých mezích a sleduje časovou osu. Stálá šířka pásma zase vypovídá o přesnosti výrobního zařízení. Na obr. 2 dochází vlivem systematických příčin ke změně výrobního nastavení, přesnost zůstává zachována. Regulační diagram na obr. 3 zachycuje stav výrobního procesu, kdy systematické vlivy způsobují, že se mění nastavení i přesnost.
…
