Statystyka w sterowaniu i kontroli procesów odlewniczych



Podobne dokumenty
Statystyczne sterowanie procesem

Zarządzanie procesami

Sterowanie procesem i jego zdolność. Zbigniew Wiśniewski

TRADYCYJNE NARZĘDZIA ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ

Karta kontrolna budowa i zastosowanie

Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji STATYSTYCZNA KONTROLA PROCESU

Zarządzanie jakością. cią. Zarządzanie jakością - wykład 5. W. Prussak Kontrola w zarządzaniu jakością

Zarządzanie jakością ćwiczenia

I jest narzędziem służącym do porównywania rozproszenia dwóch zmiennych. Używamy go tylko, gdy pomiędzy zmiennymi istnieje logiczny związek

Wydział Inżynierii Produkcji. I Logistyki. Statystyka opisowa. Wykład 3. Dr inż. Adam Deptuła

Rozkłady zmiennych losowych

Zarządzanie i inżynieria jakości / Adam Hamrol. Warszawa, Spis treści

Rozkład zmiennej losowej Polega na przyporządkowaniu każdej wartości zmiennej losowej prawdopodobieństwo jej wystąpienia.

Wprowadzenie do analizy korelacji i regresji

STATYSTYCZNE STEROWANIE PROCESAMI

Wykład 3 Hipotezy statystyczne

Testowanie hipotez statystycznych. Wnioskowanie statystyczne

Definicje PN ISO Definicje PN ISO 3951 interpretacja Zastosowanie normy PN-ISO 3951:1997

-> Średnia arytmetyczna (5) (4) ->Kwartyl dolny, mediana, kwartyl górny, moda - analogicznie jak

Statystyka matematyczna i ekonometria

Statystyka. Rozkład prawdopodobieństwa Testowanie hipotez. Wykład III ( )

7. Estymacja parametrów w modelu normalnym( ) Pojęcie losowej próby prostej

STATYSTYKA OPISOWA Przykłady problemów statystycznych: - badanie opinii publicznej na temat preferencji wyborczych;

Próba własności i parametry

Weryfikacja hipotez statystycznych, parametryczne testy istotności w populacji

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

Statystyka matematyczna i ekonometria

Statystyka opisowa. Wykład I. Elementy statystyki opisowej

Plan wykładu. Statystyka opisowa. Statystyka matematyczna. Dane statystyczne miary położenia miary rozproszenia miary asymetrii

Statystyka hydrologiczna i prawdopodobieństwo zjawisk hydrologicznych.

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

STATYSTYKA - PRZYKŁADOWE ZADANIA EGZAMINACYJNE

Testowanie hipotez statystycznych.

4) zmienność procesu w czasie wymaga od zespołu jednoczesnego monitorowania dokładności

Agnieszka MISZTAL Inż. Syst. Projakośc. Kontrola jakości. INŻYNIERIA SYSTEMÓW PROJAKOŚCIOWYCH Wykład 2 Kontrola jakości

POLITECHNIKA OPOLSKA

OBLICZENIE PRZEPŁYWÓW MAKSYMALNYCH ROCZNYCH O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE PRZEWYŻSZENIA. z wykorzystaniem programu obliczeniowego Q maxp

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

POLITECHNIKA OPOLSKA

Sterowanie jakością badań i analiza statystyczna w laboratorium

Wykład 4. Plan: 1. Aproksymacja rozkładu dwumianowego rozkładem normalnym. 2. Rozkłady próbkowe. 3. Centralne twierdzenie graniczne

VI WYKŁAD STATYSTYKA. 9/04/2014 B8 sala 0.10B Godz. 15:15

STATYSTYKA OPISOWA. Przykłady problemów: - badanie opinii publicznej na temat preferencji wyborczych;

Zadania ze statystyki, cz.6

Oszacowanie i rozkład t

POJĘCIA WSTĘPNE. STATYSTYKA - nauka traktująca o metodach ilościowych badania prawidłowości zjawisk (procesów) masowych.

Statystyka matematyczna i ekonometria

Pobieranie prób i rozkład z próby

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 4. WERYFIKACJA HIPOTEZ PARAMETRYCZNYCH X - cecha populacji, θ parametr rozkładu cechy X.

DR HAB INŻ. TADEUSZ SAŁACIŃSKI POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Estymacja parametrów w modelu normalnym

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

Systemy zapewnienia jakości w laboratorium badawczym i pomiarowym

Populacja generalna (zbiorowość generalna) zbiór obejmujący wszystkie elementy będące przedmiotem badań Próba (podzbiór zbiorowości generalnej) część

Wykład 1. Podstawowe pojęcia Metody opisowe w analizie rozkładu cechy

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

Podstawowe pojęcia. Własności próby. Cechy statystyczne dzielimy na

Z poprzedniego wykładu

LISTA 4. 7.Przy sporządzaniu skali magnetometru dokonano 10 niezależnych pomiarów

STATYSTYKA OPISOWA. LICZBOWE CHARAKTERYSTYKI(MIARY)

1 Podstawy rachunku prawdopodobieństwa

Lean SIX SIGMA black belt

Weryfikacja hipotez statystycznych

Wykład 9 Wnioskowanie o średnich

Charakterystyki liczbowe (estymatory i parametry), które pozwalają opisać właściwości rozkładu badanej cechy (zmiennej)

ANALIZA ZDOLNOŚCI PROCESU O ZALEŻNYCH CHARAKTERYSTYKACH

ZASTOSOWANIE KART SHEWHARTA DO KONTROLI JAKOŚCI PRODUKCJI ELEMENTÓW UZBROJENIA

Statystyki: miary opisujące rozkład! np. : średnia, frakcja (procent), odchylenie standardowe, wariancja, mediana itd.

Systemowe zarządzanie jakością : koncepcja systemu, ocena systemu, wspomaganie decyzji / Piotr Miller. Warszawa, Spis treści

PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

1 n. s x x x x. Podstawowe miary rozproszenia: Wariancja z populacji: Czasem stosuje się też inny wzór na wariancję z próby, tak policzy Excel:

Podstawowe definicje statystyczne

Lean SIX SIGMA black belt

Kontrola i zapewnienie jakości wyników

Prawdopodobieństwo i rozkład normalny cd.

Spis treści 3 SPIS TREŚCI

STATYSTYKA I DOŚWIADCZALNICTWO Wykład 4

Statystyka matematyczna Testowanie hipotez i estymacja parametrów. Wrocław, r

Statystyka. Wykład 2. Magdalena Alama-Bućko. 5 marca Magdalena Alama-Bućko Statystyka 5 marca / 34

Badanie normalności rozkładu

Wstęp do teorii niepewności pomiaru. Danuta J. Michczyńska Adam Michczyński

SCENARIUSZ LEKCJI. TEMAT LEKCJI: Zastosowanie średnich w statystyce i matematyce. Podstawowe pojęcia statystyczne. Streszczenie.

Typy zmiennych. Zmienne i rekordy. Rodzaje zmiennych. Graficzne reprezentacje danych Statystyki opisowe

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I STATYSTYKA MATEMATYCZNA

METO T D O Y O C O ENY J A J KOŚ O CI

Rozkłady statystyk z próby

Statystyka i opracowanie danych Podstawy wnioskowania statystycznego. Prawo wielkich liczb. Centralne twierdzenie graniczne. Estymacja i estymatory

W kolejnym kroku należy ustalić liczbę przedziałów k. W tym celu należy wykorzystać jeden ze wzorów:

1. SOLUTIONS -> ANALYSIS -> QUALITY IMPROVEMENT

Przedmiot statystyki. Graficzne przedstawienie danych. Wykład Przedmiot statystyki

LABORATORIUM Z FIZYKI

HISTOGRAM. Dr Adam Michczyński - METODY ANALIZY DANYCH POMIAROWYCH Liczba pomiarów - n. Liczba pomiarów - n k 0.5 N = N =

PROGNOZOWANIE I SYMULACJE EXCEL 1 AUTOR: MARTYNA MALAK PROGNOZOWANIE I SYMULACJE EXCEL 1 AUTOR: MARTYNA MALAK

PRZYKŁAD TWORZENIA KART KONTROLNYCH W STATISTICA

Koordynacja projektów inwestycyjnych

Zawartość. Zawartość

Lean Six Sigma poziom Green Belt

LABORATORIUM 3. Jeśli p α, to hipotezę zerową odrzucamy Jeśli p > α, to nie mamy podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej

PRZYKŁAD WDROŻENIA KART KONTROLNYCH KROK PO KROKU

Transkrypt:

METRO MEtalurgiczny TRening On-line Statystyka w sterowaniu i kontroli procesów odlewniczych Przegląd metod podstawowych oraz metodyka SixSigma TM Marcin Perzyk PW Edukacja i Kultura

Statystyczne sterowanie procesem Definicja i podstawowe elementy Statystyczne sterowanie procesem (SSP) jest zespołem różnorodnych działań, podejmowanych w ramach pewnej strategii, mających na celu ciągłą poprawę procesu, z wykorzystaniem narzędzi statystycznych. SSP w efekcie prowadzi do maksymalizacji zysku poprzez: polepszenie jakości wzrost wydajności zapewnienie płynności przebiegu procesu zmniejszenie ilości braków zmniejszenie emisji szkodliwych substancji poprawę jakości obsługi klienta 2

Statystyczne sterowanie procesem Definicja i podstawowe elementy Podstawowe kroki w ramach SSP: Sporządzenie dokładnego diagramu procesu produkcyjnego Pobieranie losowych próbek w regularnych odstępach czasu i na wielu etapach procesu i dokonywanie pomiarów na tych próbkach. Wykrywanie i analiza przypadków rozregulowania procesu. Użycie wyników tej analizy do wykrycia przyczyn rozregulowania procesu. Usunięcie przyczyn rozregulowania. 3

Narzędzia statystyczne SSP Najważniejsze rodzaje narzędzi SSP: Schematy blokowe (przebiegu) Wykresy kolejnych wartości Wykresy i analiza Pareto Wykresy przyczyna skutek Histogramy częstości Karty kontrolne Analiza (wskaźniki) zdolności procesu 4

Narzędzia SSP Schematy blokowe (przebiegu) Schematy blokowe (angielski termin flow charts ) nie mają podstaw statystycznych, lecz stanowią bardzo dobre narzędzie wizualizacyjne. Mogą przedstawiać: przebieg czynności przepływ materiału przepływ informacji Schematy blokowe mogą dotyczyć np.: procesu projektowania wyrobu projektowania technologii przebiegu procesu technologicznego procedur kontrolnych 5

Narzędzia SSP Schematy blokowe (przebiegu) Schematy blokowe są stosowane w początkowej analizie procesu. W miarę potrzeby mogą być uzupełniane o wykresy o większym stopniu szczegółowości dla poszczególnych węzłów wykresu podstawowego lub informacje typu tabelarycznego. Każdy uczestnik opracowywanego procesu powinien sporządzić schemat tej jego części, za którą jest odpowiedzialny. 6

Narzędzia SSP Przykład schematu blokowego Zły Zła Materiały wsadowe Badanie składu Dobry Piec łukowy Pomiar temperatury Złe Kontrola braków, składu, własności Modyfikacja Zalewanie Dobra Pomiar temperatury Dobra Piec podgrzewczy Zła Spedycja odlewów Formowanie Wykonanie rdzeni Dobra Badanie masy Mieszarka masy Zła Wytwarzanie odlewów żeliwnych w odlewni Crane Valves (USA) 7

Narzędzia SSP Wykresy kolejnych wartości Wykresy kolejnych wartości dowolnej wielkości charakteryzującej proces w funkcji kolejnego numeru pomiaru próby albo czasu (angielski termin run charts ) nie mają podstaw statystycznych, lecz są użyteczne w przedstawianiu: trendów zmian związków między różnymi zmiennymi W przypadku analizy zależności między zmianami kilku wielkości przedstawia się je jednocześnie na jednym wykresie. Korzystne jest wówczas wykreślanie ich w wersji przeskalowanej. 8

Narzędzia SSP Wykresy kolejnych wartości 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 0 10 20 30 40 50 Wymiar B Wymiar A Przykład wykresu kolejnych wartości dwóch wymiarów odlewu 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0 10 20 30 40 50 Wymiar A Wymiar B Przykład wykresu kolejnych wartości dwóch wymiarów odlewu w wersji przeskalowanej (przez podzielenie przez wartości minimalne każdej z nich) 9

Narzędzia SSP Wykresy i analiza Pareto Zasada Pareto stwierdza, że: nie wszystkie przyczyny danego zjawiska występują z jednakową częstotliwością lub maja takie samo znaczenie. Tego typu obserwacje można przedstawiać z wykorzystaniem wykresów Pareto, które: pokazują najczęściej występujące czynniki ułatwiają analizę prowadzącą do najlepszego wykorzystania ograniczonych zasobów poprzez ukierunkowanie działań na problemy najbardziej znaczące Przykład: wyrób może posiadać kilka rodzajów wad, ale: wady te występują z różnym natężeniem tylko niektóre z nich składają się przeważającą większość wad różne wady powodują wzrost kosztów w różnym stopniu 10

Narzędzia SSP Przykład wykresu Pareto Udział w odlewach wadliwych, % 100 80 60 40 20 0 40 40 Zaprószenie 32 Pęcherz ewnętrzny 72 14 Przypalenie 86 7 Porowatość 94 Rodzaj wady 97 100 4 3 Zabielenie Przestawienie Udział w brakowych odlewach Krzywa skumulowana Z wykresu można wyciągnąć wniosek, że należy skoncentrować się na ograniczeniu 2 wad: zaprószenie i pęcherz, tworzących blisko ¾ wszystkich wad 11

Narzędzia SSP Diagram przyczynowo-skutkowy Ishikawy Diagram przyczynowo-skutkowy jest rodzajem zestawienia czynników oddziałujących na proces. Ze względu na swój wygląd zwany jest diagramem ości rybiej lub pod nazwą diagramu Ishikawy (od nazwiska autora, profesora Kaoru Ishikawa z Uniwersytetu w Tokio). Wykresy tego typu nie mają podstaw statystycznych, lecz stanowią bardzo dobrą pomoc dla rozwiązywania problemów produkcyjnych, w tym wykrywaniu i usuwaniu usterek. 12

Narzędzia SSP Diagram przyczynowo-skutkowy Ishikawy Diagramy Ishikawy mogą w szczególności: ujawniać ważne zależności pomiędzy różnymi zmiennymi procesu oraz możliwymi przyczynami zakłóceń dostarczać dodatkowego wglądu w zachowanie się procesu Budowa diagramu wymaga szeregu, kolejno podejmowanych, działań: Wykonanie schematu blokowego procesu. Określenie problemu, który trzeba rozwiązać. Znalezienie (w burzy mózgów) wszystkich możliwych przyczyn problemu. Pogrupowanie przyczyn w kategorie. Zbudować diagram ilustrujący relacje pomiędzy tymi przyczynami. 13

Narzędzia SSP Przykład diagramu Ishikawy dla identyfikacji przyczyn zaniżonych wartości wytrzymałości żeliwa szarego (odlewnia Crane Valves, USA) Główne składniki Odlewanie próbek Wysokie Si, P Wysokie S Niskie Mn Niska temperatura zalewania Wysoki C.E. Wysokie C Wysokie Pb i Al w metalach Niezgodny skład Niskie Cr Niskie Ni Niskie Cu Wysokie S i popiół w nadlewach Przegrzanie Długie przetrzymanie Dużo żużla Wady w próbkach (żużel, gazy) Błędy maszyny Niska wytrzymałość na rozciąganie Niedostateczne wyszkolenie Wsad Topienie Próba wytrzymałości 14

Narzędzia SSP Histogramy częstości Histogram częstości stanowi bardzo efektywną i łatwą w interpretacji metodę sumarycznego przedstawiania danych. Stanowi podstawowe narzędzie statystyczne w SSP. Jest graficzną prezentacją rozkładu wartości wybranej zmiennej pomiędzy określone przedziały (klasy). Liczba wartości w klasie ilustrowana jest przez wysokość słupka rysowanego nad tą klasą. 15

Narzędzia SSP Przykład histogramu częstości 14 13 12 Liczba wystąpień 10 8 6 4 2 1 1 7 6 9 2 0 35,5-36 36-36,5 36,5-37 37-37,5 37,5-38 38-38,5 38,5-39 Granice przedziałów wartości grubości ścianki Wykres częstości dla 40 pomiarów grubości ścianki odlewu o wartości nominalnej 38 mm 16

Narzędzia SSP Histogramy częstości Histogram częstości dostarcza informacji odnośnie: przeciętnej (średniej) wartości danej zmienności zawartej w danych modelu (kształtu) tej zmienności informacji, czy proces jest utrzymany w wyspecyfikowanych granicach Zasady budowy histogramów: Przedziały wartości zmiennej powinny mieć jednakowe szerokości Liczba przedziałów wynosi zwykle od 6 do 20, przy czym małe ilości danych (wartości) wymagają stosowania mniejszej liczby przedziałów 10 przedziałów jest ilością odpowiednią dla liczby wartości od 50 do 200 17

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Stabilność i zmienność procesu Procesy, które nie są statystycznie stabilne wykazywać mogą: nadmiernie wysoką zmienność (wahania) zmiany stopnia i charakteru tych wahań w czasie Karty kontrolne służą do wykrycia, czy proces jest statystycznie stabilny. Rozróżniamy dwa typy zmienności (wahań): wahania normalnie oczekiwane w procesie, tzn. wynikające z przypadkowego wystąpienia zwykłych, powszechnie spotykanych przyczyn wahania które zmieniają się w czasie wskutek specjalnych przyczyn i które mogą być przypisane konkretnym czynnikom 18

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Stabilność i zmienność procesu Wahania wskutek zwykłych (typowych) przyczyn posiadają następujące cechy: mają niewielki wpływ na proces są naturalne dla procesu ze względu na: charakter (naturę) systemu wytwarzania sposób zarządzania systemem i jego organizację mogą być usunięte jedynie przez: dokonanie modyfikacji procesu zmianę procesu na inny leżą w gestii wyższej kadry kierowniczej 19

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Stabilność i zmienność procesu Wahania wynikające ze specjalnych przyczyn posiadają następujące cechy: mają z natury miejscowy charakter stanowią wyjątki w systemie są uważane za nieprawidłowości są na ogół związane z konkretnym: pracownikiem lub zespołem urządzeniem partią (dostawą) materiału itd. Zbadanie i usunięcie wahań występujących wskutek przyczyn specjalnych jest kluczowym zadaniem dla poprawy procesu, realizowanym z wykorzystaniem kart kontrolnych. 20

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Definicja i ogólne zasady tworzenia Zasady tworzenia i stosowania kart opierają się na połączeniu wykresów kolejnych wartości (run charts) z analizą statystyczną, w szczególności testowaniem hipotez. Karta kontrolna sporządzana jest wg następującej procedury: pobieranie próbek w regularnych odstępach czasu wykreślenie wybranego parametru statystycznego (lub miary jakości procesu) dla każdej próbki, w funkcji jej kolejnego numeru, np.: średniej rozstępu odchylenia standardowego liczby sztuk wadliwych itd. sprawdzenie (graficznie) czy proces jest stabilny statystycznie 21

Narzędzia SSP Główne rodzaje kart kontrolnych Karty kontrolne mogą być stosowane dla dwóch typów danych: liczbowych ciągłych i dyskretnych. Dane liczbowe dotyczą szeroko rozumianych pomiarów (np. wymiarów, twardości, składu chemicznego). Zwykle mają charakter ciągły. Dane dyskretne mają charakter atrybutowy i zazwyczaj pochodzą z kontroli odbiorczej, tj. opartej na ocenach alternatywnych, w której wyroby klasyfikuje się jako dobre lub złe. 22

Narzędzia SSP Rodzaje kart kontrolnych dla zmiennych ciągłych Najczęściej stosowane rodzaje kart kontrolnych dla zmiennych ciągłych: Średniej (z próbki) Shewharta, tzw. karta x Rozstępu (w próbce) Shewharta tzw. karta R Odchylenia standardowego Shewharta (alternatywa dla karty R) Sum skumulowanych (CUSUM) Sum skumulowanych (CUSUM) Shewharta Średniej ruchomej z wagami wykładniczymi (EWMA) Podstawowymi typami kart są karta x oraz karta R. Karty typu CUSUM i EWMA, stosujące tzw. testy sekwencyjne, umożliwiają łatwiejsze wykrycie dryfu wartości średniej (ewentualnie wariancji) 23

Narzędzia SSP Rodzaje kart kontrolnych dla zmiennych dyskretnych (atrybutowych) Najczęściej stosowane rodzaje kart kontrolnych dla danych dyskretnych (atrybutowych), pochodzących z kontroli odbiorczej: udziału wadliwych wyrobów w próbce (karta p) liczby wyrobów wadliwych (karta np) liczby wad (karta c) Dane dyskretne (atrybutowe) są stosunkowo proste do zbierania, ale dostarczają mniej informacji o procesie, niż dane ciągłe. Dla danych dyskretnych możliwe jest także stosowanie kart opartych o testy sekwencyjne. 24

Narzędzia SSP Założenia dla kart kontrolnych Konstruowanie kart kontrolnych wymaga przyjęcia dwóch podstawowych założeń odnośnie wykreślanej charakterystyki statystycznej (np. średniej z próbki lub rozstępu): o niezależności (aktualnej wartości od jej wartości poprzednich oraz o braku jej wpływu na wartości następne) o normalności jej rozkładu Rozkład normalny charakteryzują następujące prawdopodobieństwa P znalezienia się punktu poza przedziałem odległym od średniej o wielokrotność odchylenia standardowego rozkładu σ : Granice przedziału P Uwagi ±σ 31,7 % ±2σ 4,55 % Położenie linii ostrzegawczych karty ±3σ 0,27 % Położenie linii kontrolnych karty x ±6σ 0,0000002 % Zastosowanie w metodzie SixSigma x 25

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Zasady zbierania danych Liczebność pojedynczej próbki oraz częstość ich pobierania należy ustalić uwzględniając, że obie te wielkości zwiększają: prawdopodobieństwo wykrycia rozregulowania procesu koszty kontroli (pomiarów) Najczęściej stosowana liczność próbek zawiera się w granicach od 3 do 10. Najczęściej każda próbka ma jednakową liczność, choć możliwe jest stosowanie próbek o różnych liczebnościach. 26

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Główne elementy Parametr statystyczny dla próbki 2σ 2σ 3σ 3σ Wartość parametru Średnia Górna linia kontrolna Dolna linia kontrolna Linia ostrzegawcza górna Linia ostrzegawcza dolna 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Numer kolejny próbki UWAGA: Położenie linii średniej oraz wartości odchylenie standardowego odnoszą się do średniej i odchylenia dla wszystkich dotychczasowych wartości danego parametru. Jeżeli tym parametrem jest np. średnia z próbki, to położenie linii średniej wyznacza średnia ze średnich pomiarów dla tych próbek. 27

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Przykłady kart podstawowych Przykład karty x Średnia dla próbki. Wartość średnia w próbce Linia średnia Górna linia kontrolna Dolna linia kontrolna Linia ostrzegawcza górna Linia ostrzegawcza dolna 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Numer kolejny próbki Przykład karty R Rozstęp w próbce. Wartość rozstępu w próbce Linia srednia Górna linia kontrolna 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Numer kolejny próbki 28

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Zasady wykrywania rozregulowań Typowe objawy rozregulowania procesu wykrywane na podstawie karty średniej Shewharta z naniesionymi liniami kontrolnymi i ostrzegawczymi: punkt wykracza poza linię kontrolną 2 kolejne punkty leżą poza liniami ostrzegawczymi 7 lub więcej kolejnych punktów leży po jednej stronie średniej (wskazuje to na przesunięcie średniej procesu) 5 lub 6 kolejnych punktów zmierza w tym samym kierunku (wskazuje to na trend w procesie) 14 kolejnych obserwacji na przemian w górę i w dół (na proces mają systematyczny wpływ dwie przeciwstawne przyczyny, np. monitorowane są na przemian dostawy z dwóch różnych źródeł). 29

Narzędzia SSP Karty kontrolne oparte na testach sekwencyjnych Karty typu CUSUM i EWMA, stosujące tzw. testy sekwencyjne, umożliwiają łatwiejsze wykrycie dryfu wartości średniej (ewentualnie wariancji). Karty tego typu wymagają odkładania na osi rzędnych specjalnie skonstruowanego parametru statystycznego. Dla każdego kolejnego punktu parametr taki jest obliczany na podstawie wartości dla punktu poprzedniego. 30

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Porównanie możliwości karty dla średniej i CUSUM Shewharta Karta kontrolna średniej dla przykładowych danych. Wykrycie dryfu średniej jest praktycznie niemożliwe. Średnia dla próbki. 275 274 273 272 271 270 269 268 267 266 265 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Numer kolejny próbki Wartość średnia w próbce Linia średnia Górna linia kontrolna Dolna linia kontrolna 3 Karta CUSUM Shewharta dla tych samych danych. Krzywa wyraźnie wskazuje okresy dryfu średniej. Parametr testu 2 1 0 20-1 25 30 35 40 45 50 55 60-2 -3 Numer kolejny próbki Parametr testu Górna linia kontrolna Dolna linia kontrolna 31

Narzędzia SSP. Karty kontrolne Porównanie możliwości różnych kart Względne możliwości najczęściej stosowanych kart kontrolnych, dotyczące wykrywania różnego typu zmian w procesie Rodzaj zmiany w procesie Rodzaj karty Średniej Rozstępu CUSUM Duży błąd + + + + + + Zmiana średniej + + + + + Zmiana zmienności + + + Powolne wahania + + + + + Nagłe wahnięcie + + + 32

Narzędzia SSP Analiza zdolności procesu Analiza zdolności procesu ma na celu określenie w sposób ilościowy, w jakim stopniu proces jest zdolny spełniać wyspecyfikowane zadania, tj. utrzymywać produkcję w zakresie wyznaczonym przez tolerancję dla danego parametru wyrobu (np. wymiaru, twardości itp.). Między granicami (liniami) kontrolnymi stosowanymi na kartach średniej, a granicami tolerancji są istotne różnice. Granice tolerancji wyznaczane są przez klienta, zaś granice kontrolne wynikają z rzeczywistego rozrzutu wyników. Utrzymywanie się wyników wewnątrz granic (linii) kontrolnych niekoniecznie oznacza, że są one zgodne z ustaloną tolerancją. Utrzymywanie się wyników w przedziale tolerancji niekoniecznie oznacza, że proces jest ustabilizowany. 33

Narzędzia SSP Wskaźnik zdolności procesu Zdolnością procesu nazywamy stosunek pola tolerancji do rozrzutu wyników. Zakładając, że szerokość tego rozrzutu wynosi 6σ (±3σ), czyli odległości pomiędzy liniami kontrolnymi, podstawowy wskaźnik zdolności procesu definiuje się jako: C p T T 6σ gdzie: T g górna wartość tolerancji T d dolna wartość tolerancji σ odchylenie standardowe = g d 34

Narzędzia SSP Wskaźnik zdolności procesu Im wskaźnik zdolności procesu C p jest większy, tym proces jest lepszy. Charakterystyczne wartości tego wskaźnika wynoszą: C p < 1 proces jest niezadowalający 1 < C p < 1,6 proces jest uważany za średnio zadowalający C p > 1,6 proces wykazuje wysoką zdolność. Wartości C p = 1 odpowiada zasadniczo udziałowi braków 0,27 % (równa ilości wyników poza liniami kontrolnymi). Standardem światowym jest wartość 1,33, która odpowiada zasadniczo udziałowi braków 0,0063%. 35

Narzędzia SSP Wskaźnik zdolności procesu Wzór na wskaźnik C p jest prosty i intuicyjny, jednak niewystarczający do oceny zdolności procesu. Na przykład proces może mieć wskaźnik C p = 1,33, ale wytwarzać aż np. 80% wyrobów wadliwych, jeżeli jest przesunięty daleko poza pole tolerancji: 6σ (rozrzut procesu) 6σ (rozrzut procesu) T d T g T d T g Pole tolerancji Pole tolerancji Proces wycentrowany C p = 1,33 0,0063% braków Proces przesunięty C p = 1,33 80% braków 36

Narzędzia SSP Wskaźnik wycentrowania procesu Dla kontroli przesunięcia procesu oprócz C p stosuje się drugi wskaźnik, tzw. wskaźnik wycentrowania procesu oznaczany C pk, uwzględniający wartość średnią procesu. Zasada wyznaczania tego wskaźnika jest następująca: Wyznacza się 2 wskaźniki pomocnicze wycentrowania, oddzielnie w odniesieniu do górnej i dolnej granicy tolerancji wg wzorów: C pkd = x T 3σ d C pkg = T g 3σ Wartość C pk jest wartością mniejszą (gorszą) z C pkd i C pkg. Wskaźniki C p i C pk są sobie równe, gdy proces będzie dokładnie w środku pola tolerancji. x x T d T d 3σ x 3σ T g x T g 37

Statystyczne sterowanie procesem Definicja SixSigma TM SixSigma TM jest systemem jakościowym formalnie wprowadzonym i zarejestrowanym jako znak handlowy przez firmę Motorola w USA. Ogólnym celem systemu jest zwiększenie zysków przedsiębiorstwa poprzez zasadnicze zmniejszenie zmienności w produkcji, ilości braków i odpadów. Wiąże się to z jednoczesnym podniesieniem zaufania klientów oraz morale pracowników. 38

Statystyczne sterowanie procesem Definicja SixSigma TM c.d. SixSigma TM jest rygorystyczną metodologią wykorzystującą analizę danych i metody statystyczne. Zmniejszenie zmienności w produkcji i ilości braków rozpatruje się w dwóch aspektach: Określenie miary zmienności procesu i udziału braków oraz sposobu jej wyznaczania Metodyka osiągania tych celów obejmująca zasady organizacyjne narzędzia statystyczne 39

Metodyka SixSigma TM Określenie zmienności procesu Udział braków, jaki należy osiągnąć, nazywany poziomem SixSigma, wynosi 0,00034%, tj. 3,4 wyrobów wadliwych na milion. Przez wyrób wadliwy rozumie się taki, którego parametr wykracza poza granice tolerancji określone przez klienta. Cel taki osiąga się wówczas, gdy bieżąca (tzw. krótkoterminowa) wartość odchylenia standardowego jest taka, aby podwojona wartość sześciu sigma równa była polu tolerancji: 2 6σ = T g -T d 40

Metodyka SixSigma TM Określenie zmienności procesu Z właściwości rozkładu normalnego wynika, że w granicach poza ± 6σ zawarte jest tylko 0,0000002% populacji, tj. 2 wyroby na miliard! W praktyce stwierdzono, że typowy proces może odchylać się od jego naturalnego środka o wartość ±1,5σ. Taki dryf średniej, nie uwzględniany w obliczeniach bieżącego σ powoduje, że linia tolerancji może jednostronnie zbliżyć się do środka rozkładu na odległość 6σ -1,5 σ = 4,5σ. Dla rozkładu normalnego oznacza to, że poza tą granicą znajdzie się 0,00034% populacji, zakładane w metodyce Six Sigma. 41

Statystyczne sterowanie procesem Kontrola procesu w SixSigma TM Przykładowy wykres pokazujący zasadę kontroli procesu w SixSigma TM Wartość wymiaru "30 mm" 34 32 30 28 26 Jedna z serii pomiarów do obliczania bieżącego σ i średniej 0 50 100 150 200 Nr kolejny pomiaru Przesunięcie średniej procesu w kierunku linii tolerancji (maksymalnie o 1,5σ) Tolerancja górna Tolerancja dolna Wyniki pmiarów Wartość nominalna 42

Metodyka SixSigma TM Kalkulator Six Sigma W celu ułatwienia przeliczania udziału wyrobów wadliwych na osiągniętą krotność σ, która mieści się w granicach tolerancji, stosuje się proste narzędzie, tzw. kalkulator Six Sigma. Wykorzystuje on wartości dystrybuanty rozkładu normalnego jednak w taki sposób, że daną wartość nσ zmniejsza do wartości (n 1,5)σ. 43

Metodyka SixSigma TM Wprowadzanie systemu SixSigma TM wprowadzane jest przez realizację projektu poprawy, stosującego metodologię jednego z dwóch typów: DMAIC (od angielskiego Define, Measure, Analyze, Improve, Control) DMADV (od angielskiego Define, Measure, Analyze, Design, Verify) 44

Metodyka SixSigma TM Wprowadzanie systemu Metodykę DMAIC stosuje się dla wyrobów lub procesów istniejących w przedsiębiorstwie, gdy nie odpowiadają one wymaganiom klienta lub nie wykazują dostatecznych osiągów. Obejmuje ona następujące etapy: Definiowanie (Define) celów projektu oraz elementów dostawy dla klientów (wewnętrznych i zewnętrznych) Mierzenie (Measure) procesu w celu określenia jego aktualnego stanu (możliwości) Analiza (Analyze) przyczyn i korzeni braków Poprawa (Improve) procesów przez wyeliminowanie braków Kontrola i monitorowanie (Control) przyszłego przebiegu i możliwości procesów 45

Metodyka SixSigma TM Wprowadzanie systemu Metodykę DMADV stosuje się dla nowych wyrobów lub procesów, albo w przypadku gdy działania podjęte dla istniejących procesów (w ramach DMAIC) nie przyniosły pożądanych efektów. Obejmuje ona następujące etapy: Definiowanie (Define) celów projektu oraz elementów dostawy dla klientów (wewnętrznych i zewnętrznych) Mierzenie (Measure) i określenie potrzeb i wymagań klienta Analiza (Analyze) opcji (wariantów) procesu w celu spełnienia tych wymagań Projekt (Design) procesu spełniającego te wymagania Weryfikacja (Verify) możliwości procesu i zdolności do spełnienia wymagań klienta 46

Metodyka SixSigma TM Wprowadzanie systemu Metodyka SixSigma TM realizowana jest z wykorzystaniem ogólnie znanych narządzi statystycznych, omówionych wcześniej w tym wykładzie. SixSigma TM wprowadzana jest przez pracowników przedsiębiorstwa o różnych zadaniach i poziomach kwalifikacji, zwanych: Zielone Pasy (Green Belts) - stopień najniższy) Czarne Pasy (Black Belts) Czarne Pasy Mistrzowskie (Master Black Belts) - stopień najwyższy 47

METRO MEtalurgiczny TRening On-line Statystyka w sterowaniu i kontroli procesów odlewniczych Koniec wykładu Edukacja i Kultura