Využitie merania a štatistických metód pri hodnoten í...
Transcript of Využitie merania a štatistických metód pri hodnoten í...
TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH
FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY
Využitie merania a štatistických metód pri hodnoten í kvality
výroby zdravotníckych textílií
2011 Renáta SAB0L0VÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH
FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY
Využitie merania a štatistických metód pri hodnotení kvality výroby
zdravotníckych textílií
DIPLOMOVÁ PRÁCA
Študijný program: Elektrotechnické inžinierstvo
Študijný odbor: 5.2.9 Elektrotechnika
Školiace pracovisko: Katedra elektrotechniky a mechatroniky (KEM)
Školiteľ: Ing. Peter Bober, PhD
Košice 2011 Renáta SABOLOVÁ
Analytický list
Autor: Renáta Sabolová
Názov práce: Využitie merania a štatistických metód pri hodnotení kvality
výroby zdravotníckych textílií
Podnázov práce:
Jazyk práce: slovenský
Typ práce: Diplomová práca
Počet strán: 58
Akademický titul: Inžinier
Univerzita: Technická univerzita v Košiciach
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky (FEI)
Katedra: Katedra elektrotechniky a mechatroniky (KEM)
Študijný odbor: 5.2.9 Elektrotechnika
Študijný program: Elektrotechnické inžinierstvo
Mesto: Košice
Vedúci práce: Ing. Peter Bober, PhD.
Konzultanti práce:
Dátum odovzdania: 29. apríl 2011
Dátum obhajoby: 25.-26.mája 2011
Kľúčové slová: Regulačné diagramy, štatistické metódy, štatistická regulácia
procesu
Kategória konspekt: Matematika; Matematická štatistika.
Citovanie práce: Sabolová, Renáta: Využitie merania a štatistických metód pri
hodnotení kvality výroby zdravotníckych textílií. Košice:
Technická univerzita v Košiciach, Fakulta elektrotechniky
a informatiky, 2011. 58 s.
Názov práce v AJ: Measurement and Statistical Process Control in Medical Fabrics
Production Quality Control
Podnázov práce
v AJ:
Kľúčové slová v AJ: control chart, statistical methods, statistical process control
Abstrakt v SJ
Táto práca je zameraná na využitie štatistických metód pri určovaní kvality výroby
zdravotníckych textílií. K tomu sme využili Shewhartove diagramy, ako hlavný nástroj
hodnotenia kvality, konkrétne špecifikovaných rozmerov výrobkov. Súčasne boli
vypočítané aj indexy spôsobilosti. Po vyhodnotení jednotlivých parametrov, ktoré majú
vplyv na kvalitu výrobku, sú uvedené návrhy na zlepšenie. Cieľom je dosiahnuť lepšiu
vizualizáciu procesu kontroly merania špecifikovaných rozmerov výrobkov, kontrolu
stability procesu a zároveň spôsobilosť procesu. Prvá polovica tejto práce je venovaná
teórii štatistických metód a vysvetlenie ich aplikácie v procese. Hlavnou úlohou bolo
navrhnúť regulačné diagramy, ktorých využitie by napomáhalo pri hodnotení kvality
výrobku.
Abstrakt v AJ
The thesis concentrates on utilization of the statistical methods for quality control of
healthcare textile production. The Shewhart diagram has been used as main tool for the
quality control of specified dimensions of the products. The capability indicators has
been caunted and determined. Evaluuation of the particular parameters which have
influance on the quality of the product consist also of the recomendation for
imrovement. The aim is to improve visualization of the quality inspection –
measurement of the specified dimensions of the product and at the same time control
stability and the capabilty of the process.
First half is concerned with the theory of the statistical mehods and the
explanation of the optional implementation in the process.. Second part is concerned
with the proposal of the regulation diafgrams and their utilitzation in the quality
control.
Čestné vyhlásenie
Vyhlasujem, že som celú diplomovú prácu vypracovala samostatne s použitím
uvedenej odbornej literatúry.
Košice, 29. Apríla 2011
..........................................
vlastnoručný podpis
Poďakovanie
Touto cestou by som chcela poďakovať vedúcemu diplomovej práce:
Ing. Petrovi Boberovi, PhD. za odborné vedenie, cenné rady, ochotu a spoluprácu pri
zostavení a písaní tejto diplomovej práce. Vďaka však patrí všetkým, ktorý ma viedli,
rozvíjali a inšpirovali počas celého môjho štúdia.
Predhovor
Už niekoľko desaťročí je v rôznych oblastiach života skloňované slovo kvalita. V
oblasti výroby produktov ako aj v oblasti služieb.
Pri určovaní kvality výrobku je potrebne stanoviť súhrn znakov a charakteristík
výrobku. Cieľom je určiť, či výrobok stanoveným požiadavkám vyhovuje. Kvalita sa
sleduje v celom procese výroby, čo má veľký vplyv na výrobu kvalitného výrobku.
Čoraz viac sa kvalita pre firmy stáva dôležitým faktorom úspechu, zachovania
a upevnenia pozície na trhu. Na zlepšenie kvality sa zavádzajú jednotlivé štatistické
nástroje - metódy.
Cieľom tejto práce je navrhnúť a zaviesť regulačné diagramy, ako jednu zo štatistických
metód vyhodnotenia kvality zdravotníckych textílií vyrábané vo firme Tytex Slovakia
s.r.o.
Predkladaná práca vznikla za spolupráce a so súhlasom vedenia firmy Tytex Slovakia
s.r.o. v Humennom.
Obsah
Zoznam obrázkov ........................................................................................................... 9
Zoznam tabuliek ........................................................................................................... 10
Zoznam grafov .............................................................................................................. 11
Zoznam symbolov a skratiek ....................................................................................... 12
Slovník termínov ........................................................................................................... 13
Úvod ............................................................................................................................... 14
1 Formulácia úlohy .................................................................................................... 16
2 Popis metód štatistického riadenia kvality ........................................................... 17
2.1 Histogram ............................................................................................................ 19
2.2 Regulačné diagramy ............................................................................................ 21
2.2.1 Konštrukcia regulačných diagramov ........................................................... 22
2.2.2 Shewhartové diagramy ................................................................................. 24
2.2.3 Stabilita procesov ......................................................................................... 25
2.2.4 Spôsobilosť procesu ..................................................................................... 28
3 Oboznámenie sa so súčasným stavom .................................................................... 30
3.1 Popis merania a evidencia hodnôt ....................................................................... 33
3.2 Súčasné vyhodnocovanie meraní ........................................................................ 34
4 Návrh systému regulačných diagramov ................................................................ 36
3.1 Využitie Shewhartových diagramov ................................................................ 36
4.1.1 Realizácia grafických výstupov ................................................................ 37
4.1.2 Postup práce s makrom ......................................................................... 37
4.1.3 Návrh a zostrojenie R-X diagramu ...................................................... 39
5 Vyhodnotenie sledovaných parametrov ................................................................ 44
5.1 Vyhodnotenie parametrov výrobku po jednotlivých
strojoch .................................................................................................................... 44
6 Návrh na zlepšenie ................................................................................................... 54
7 Záver ......................................................................................................................... 56
Zoznam použitej literatúry .......................................................................................... 57
Prílohy ............................................................................................................................ 58
FEI KEM
9
Zoznam obrázkov
Obr. 1 Mapa umiestnenia firmy na Slovensku ........................................................... 13
Obr. 2 Materská spoločnosť Vernal A/S sídliaca v Dánsku ...................................... 13
Obr. 3 Histogram s Gaussovou krivkou ..................................................................... 19
Obr. 4 Pletací stroj ..................................................................................................... 30
Obr. 5 Gamma meter .................................................................................................. 32
Obr. 6 Meracie zariadenie Ram ................................................................................. 32
Obr. 7 Digitálna váha ................................................................................................. 32
Obr. 8 Ukážka zvoleného hárka ................................................................................. 38
FEI KEM
10
Zoznam tabuliek
Tab. 1 Zdrojová tabuľka údajov ................................................................................. 36
Tab. 2 Pracovná tabuľka makra ................................................................................. 37
Tab. 3 Vypočítané hodnoty spôsobilosti .................................................................... 45
FEI KEM
11
Zoznam grafov
Graf č.1 R- diagram/váha pre stroj č.16 bez vylúčených hodnôt .................................. 42
Graf č.2 X- diagram/váha pre stroj č.16 bez vylúčených hodnôt ................................. 42
Graf č.3 Váha – diagram rozpätia pre váhu výrobkov stroj č.16 .................................. 44
Graf č.4 Váha- diagram priemerov pre váhu výrobkov stroj č.16 ................................ 45
Graf č.5 Voľný lem- diagram rozpätia voľného lemu výrobkov stroj č.16 .................. 46
Graf č.6 Voľný lem- diagram priemerov voľného lemu výrobkov stroj č.16 .............. 47
Graf č.7 Záťaž 800g – diagram rozpätí pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou stroj č.16 ............................................................................................ 48
Graf č.8 Záťaž 800g – diagram priemerov pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou stroj č.16 ............................................................................................ 48
Graf č.9 Váha –diagram rozpätí pre váhu výrobkov stroj č.17 ..................................... 49
Graf č.10 Váha – diagram priemerov pre váhu výrobkov stroj č.17 .............................. 50
Graf č.11 Voľný lem – diagram rozpätia voľného lemu pre výrobky stroj č.17 ............ 51
Graf č.12 Voľný lem – diagram priemerov voľného lemu pre výrobky stroj č.17 ......... 51
Graf č.13 Záťaž 800g – diagram rozpätí pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou stroj č.17 ............................................................................................ 52
Graf č.14 Záťaž 800g – diagram priemerov pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou stroj č.17 ............................................................................................ 54
FEI KEM
12
Zoznam symbolov a skratiek
mm jednotka dĺžky v sústave SI
g jednotka váhy v sústave SI
CL stredná priamka/čiara
UCL horná regulačná hranica
LCL dolná regulačná hranica
USL horná tolerančná hranica
LSL dolná tolerančná hranica
FEI KEM
13
Slovník termínov
Proces je postupnosť či rad časovo usporiadaných udalostí tak, že každá
predchádzajúca udalosť sa zúčastňuje na determinácii nasledujúcej udalosti.
FEI KEM
14
Úvod
Tytex Slovakia s.r.o. patrí do skupiny TYTEX GROUP.
Materská firma TYTEX A/S vznikla v roku 1971 v Ikaste, v Dánsku a od počiatku sa
venuje vývoju a výrobe zdravotníckych výrobkov.
V roku 2001 v rámci privatizácie humenskej spoločnosti Linda s.r.o. vstupuje
TYTEX a.s. svojim kapitálom a zriaďuje pletiarenskú výrobu zdravotníckych výrobkov
TYTEX SLOVAKIA s.r.o. s pôvodným počtom zamestnancov 77.
V súčasnosti, TYTEX GROUP pozostáva mimo vedenia v Dánsku a obchodných
zastúpení, v Nemecku a USA z dvoch výrobných závodov Tytex Slovakia s.r.o.
a Tytex Thailand Co., Ltd. K 31.12.2010 má TYTEX GROUP 630 zamestnancov.
Základ tvorí 425 zamestnancov TYTEX Slovakia s.r.o.
Obr. 1 Mapa umiestnenia firmy na Slovensku
Obr. 2 Materská spoločnosť Vernal A/S sídliaca v Dánsku
Dlhotrvajúca tradícia inovácií a kvality výrobkov zaistila, že skupina TYTEX
GROUP patrí medzi svetových leadrov na trhu v rámci svojej oblasti [1].
FEI KEM
15
Na výrobu sú využívané kruhové pletacie technológie Santoni a Matec, ploché
osnovné pletenie Raschel a celý rad automatických a ručných šijacích strojov.
Dôležitou úlohou je zabezpečiť požadovanú kvalitu výrobkov, ktorá je základom
pre spokojnosť zákazníka.
Zabezpečeniu kvality má napomáhať zavedený systém Manažérstva kvality, na
ktorý kladie vedenie veľký dôraz. To je dôvod, prečo je TYTEX GROUP už od roku
2003 certifikovaný akreditovanou certifikačnou spoločnosťou Bureau Veritas podľa
ISO 9001:2008 , ISO 13485:2003 a ISO 14000:2004 a pravidelne v dvojročných
intervaloch recertifikovaný.
Jedným z hlavných problémov ovplyvňujúcich produktivitu, efektívnosť a kvalitu
výrobného procesu sú mimo vizuálnych pletiarenských chyb vo výrobkoch ( chyby
pletenia, napr. dierky, stopy po ihle ) rozmerové parametre výrobku (váha, voľný
lem, rozmer nohy, rozmer nohy pod záťažou, lem pod záťažou). Dodržiavaním týchto
parametrov sa hodnotí stabilita procesu.
Kontrolu a merania týchto parametrov zabezpečuje oddelenie kontroly.
V súčasnosti sa na vyhodnocovanie používajú excelovské tabuľky s funkciami priemeru
std, cp a cpk, ktoré evidujú ale neupozorňujú na prichádzajúci problém. Navyše
aritmetické priemery môžu zakrývať priebeh procesu.
Z tohto dôvodu je táto diplomová práca venovaná využitiu merania a štatistických
metód pri hodnotení kvality výroby.
FEI KEM
16
1 Formulácia úlohy
Jednou z činností kontroly kvality produkcie je pravidelné meranie rozmerov
výrobkov ich evidencia v excelovských tabuľkách. V prípade prekročenia
špecifikovaných tolerančných hodnôt pracovník kontroly zabezpečuje urýchlené
upovedomenie pracovníkov výroby na zjednanie nápravy vedúcej k návratu do
povolených rozmerových tolerančných medzí a následným meraním overuje účinnosť
technologického zásahu.
Tento systém však nie je dostatočne účinný. V prípadoch, keď sa výsledky meraní
nachádzajú v blízkosti tolerančných medzí, nedochádza k žiadnemu upozorneniu.
Terajší spôsob nás upozorňuje až v prípade, keď daný výrobok nespĺňa tolerančné
normy. Úlohou tejto diplomovej práce je zaviesť systém regulačných diagramov pre
merané parametre zvoleného výrobku. Stanovenie horných a dolných tolerančných
a regulačných hraníc. Výstupy by mali byť Run Charts s možnosťou stanovenia
sledovaného obdobia.
FEI KEM
17
2 Popis metód štatistického riadenia kvality
Kvalita je spolu s cenou základným faktorom pre rozhodovanie sa zákazníka pri
výbere produktu. Pre výrobcu je nekvalitný výrobok odpadom, ktorý sa nesmie dostať
k zákazníkovi. Preto sa kvalita stáva dôležitým faktorom úspechu, zachovania
a upevnenia pozície výrobcu na trhu. Z tohto dôvodu si podnik vytvára efektívny
program zlepšovania kvality, ktorý pomáha k zníženiu nákladov a zvýšeniu
produktivity. Zlepšovanie kvality pomáha eliminovať nehospodárnosť.
Nehospodárnosťou chápeme produkciu nezhodných výrobkov, na ktorých je
nevyhnutné urobiť opravu, zvýšený počet kontrol výrobku, vyradenie do odpadu a
ďalšie úpravy v procese a v dokumentácii.
M.Tkáč [2; str. 6] popisuje proces zlepšovania kvality niekoľkými krokmi, ktoré
sa po ukončení posledného kroku neustále opakujú, sú to:
1.Objasnenie dôvodov a určenie cieľa zlepšovania
2.Zhodnotenie súčasného stavu
3.Analýza možnosti
4.Plán a realizácia opatrení
5.Vyhodnotenie výsledkov
Na zlepšenie kvality M. Terek [3; str. 13] uvádza vhodné nástroje, ktoré je nevyhnutné
poznať a využívať:
• metódy a modely štatistického riadenia kvality
• metódy a modely teórie spoľahlivosti
• iné vhodné nástroje
Štatistické riadenie je jednou z častí riadenia kvality, pri ktorej sa používajú
postupy matematickej štatistiky.
Poznáme tri základné oblasti štatistického riadenia kvality:
1. štatistická regulácia procesu
2. štatistická prebierka
3. metóda navrhovania experimentov
FEI KEM
18
Podľa T.W.Nolana [4]štatistická regulácia procesu (statistical process control –
SPC) je súbor nástrojov, väčšinou štatistických, ktoré pomáhajú pochopiť, čo sa deje
v nejakom procese, ktorý produkuje produkty.
Pod štatistickou prebierkou rozumieme metódu výberovej kontroly kvality
produkcie. Cieľom tejto kontroly je zistiť, či preberaný súbor výrobkov vyhovuje
stanoveným, resp. dohodnutým podmienkam v kúpnej zmluve. Na základe tejto
kontroly sa výrobky triedia na dobré (zhodné) a chybné (nezhodné).
Podstatou štatistickej prebierky je kontrola kvality súboru, pri ktorej je určený rozsah
výberu, t. j. počet výrobkov, ktoré majú byť vybrané z preberaného súboru a
skontrolované podľa preberacieho kritéria, ktoré slúži k rozhodnutiu o prijatí alebo
zamietnutí, t.j. o expedovaní alebo neuvoľnení celého preberacieho súboru na základe
výsledku kontroly výberu.
Rozdelenie štatistických prebierok podľa spôsobu kontroly preberaného súboru
M. Terek [3; str.114] uvádza takto:
1. Štatistická prebierka meraním (acceptance sampling by variables) je založená na
meraní ukazovateľov kvality v spojitej stupnici.
2. Štatistická prebierka porovnávaním (acceptance sampling by attributes) je
založená na delení jednotiek na “zhodné a nezhodné”.
Metóda navrhovania experimentov : je ďalšia z oblasti štatistického riadenia kvality.
M. Terek [3; str.157] definuje pojmy :
Experiment – možno definovať ako ľubovoľný zásah do systému s cieľom pozorovať
alebo merať účinky tohto zásahu. Experiment možno obyčajne rozdeliť na relatívne
samostatné časti, ktoré sú označované ako pokusy. V jednom pokuse sú úrovne faktorov
konštantné. Pokus možno viackrát opakovať.
Návrhom (plánom) experimentu nazveme výber pokusov, ktoré zaradíme do
experimentu, výber počtu opakovaní týchto pokusov, prípadne aj určenie poradia
vykonania pokusov.
Pri riadení kvality sa preferuje sedem metód, ktoré sú známe aj ako sedem klasických
nástrojov zlepšovania kvality. M. Tkáč [2; str. 17-18] uvádza najčastejšie používané a
stále aktuálne :
FEI KEM
19
1. histogram
2. kontrolný list
3. Paretov diagram
4. diagram príčin a následkov
5. diagram koncentrácie chýb
6. koleračný diagram
7. regulačný diagram
2.1 Histogram
Medzi základné nástroje M. Tkáč [2; str.17-18] zaraďuje histogram, ktorý je
špeciálnym typom stĺpcového diagramu zobrazujúci početnosť triednych intervalov
náhodnej veličiny. Podáva informáciu o rozdelení hodnôt premennej z daného
rozpätia (o jeho tvare, vrcholoch a extrémnych hodnotách). Šírky stĺpcov
v histograme predstavujú šírky triednych intervalov, výšky stĺpcov predstavujú
počty hodnôt parametra patriacich do daného intervalu.
Histogram sa používa na:
• názorné zobrazenie rozloženia hodnôt štatistického súboru
• odhad základných charakteristík polohy (stredná hodnota, modus, medián)
• odhad základných charakteristík variability (variačné rozpätie, rozptyl,
smerodajná odchýlka)
• odhad rozdelenia hodnôt základného súboru (hustota, distribučná funkcia
predpokladaného rozdelenia)
• analýzu vplyvu nežiaducich príčin
M. Tkáč [2;str. 17-18] vysvetľuje konštrukciu histogramu, ktorá vyplýva
z grafického zobrazenia (formou stĺpového diagramu) absolútnych početností intervalov
variačného triedenia analyzovaného súboru údajov, kde:
• výška stĺpca je hodnota ni
• šírka stĺpca je šírka intervalu (ti-1;ti).
FEI KEM
20
V prípade predpokladaného rozdelenia vizuálne podľa stĺpcového diagramu
môžeme odhadnúť krivku jeho hustoty pravdepodobnosti. Za predpokladu
normálneho rozdelenia ide o Gaussovu krivku (obr. 3)
Obr.3 Histogram s Gaussovou krivkou, M. Tkáč [2;str.17]
Cez histogram je preložená Gaussova krivka normálneho rozdelenia. Tvar
histogramu môže priniesť prvotnú informáciu o analyzovanom súbore, preto sa
často používa pri štatistickom skúmaní. Na odhad parametra µ používame výberový
aritmetický priemer a na odhad parametra σ používame výberovú smerodajnú
odchýlku s [2] .
x-výberový aritmetický priemer s- výberová smerodajná odchylka
Výhodou použitia histogramu na odhad spôsobilosti procesu je možnosť získať
okamžitú vizuálnu predstavu o nej.
FEI KEM
21
V analýze spôsobilosti procesu okrem histogramu použijeme ďalšiu z techník –
regulačné diagramy.
2.2 Regulačné diagramy
Regulačné diagramy v istej časovej postupnosti transformujú vstupy na výstupy a
slúžia na stabilizáciu a zlepšovanie procesov. Pri analýze údajov je preto veľmi dôležité
nejakým spôsobom definovať (najčastejšie časovú) následnosť. Keďže ide o skúmanie
dynamicky sa meniacich náhodných veličín, musíme sa pri štatistickej analýze zamerať
na ich základné atribúty, ktorými sú:
• poloha procesu
• variabilita procesu
• stabilita procesu
• spôsobilosť procesu [2].
Na sledovanie prvých troch základných atribútov procesu v čase sa používajú
regulačné diagramy. Sú grafickým prostriedkom využívajúcim princípy štatistických
testov významnosti pri riadení výrobného procesu. Teória regulačných diagramov
rozlišuje dva typy variability. Prvá je náhodná variabilita spôsobená bežnými
„náhodnými príčinami“ a je vyvolaná širokou škálou neidentifikovateľných príčin,
z ktorých každá sa podieľa veľmi malou zložkou na celkovej variabilite, ale žiadna
z nich neprispieva nejakou výraznou mierou. Druhý typ variability predstavuje reálnu
zmenu vo výrobnom procese. Takáto zmena môže byť pripísaná určitým
identifikovateľným príčinám, ktoré sa vzťahujú na „vymedziteľné príčiny“ alebo
„špeciálne príčiny“ kolísania. Regulačné diagramy sú vhodným nástrojom na popis
a monitorovanie obidvoch druhov variability [2].
Obyčajne používame súčasne dvojicu regulačných diagramov, a to jeden na
reguláciu polohy (úrovne hodnôt) regulovanej veličiny (prostredníctvom regulácie
strednej hodnoty alebo inej charakteristiky polohy, napríklad mediánu) a druhý na
reguláciu jej variability (prostredníctvom regulácie rozpätia, smerodajnej odchýlky
FEI KEM
22
alebo rozptylu regulovanej veličiny). Nevyhnutnosť pri zostrojovaní regulačných
diagramov je, na rozdiel od konštrukcie histogramov, zachovanie poradia získavaných
údajov v čase.
Regulačné diagramy používame ako preventívny prostriedok na riadenia kvality
procesu, v prípadoch, u ktorých je problematické odlíšenie kolísania hodnôt premennej
pod vplyvom náhodných a systematických príčin, a v ktorých sa predpokladá
stabilizovaná – regulovaná úroveň premennej v istom časovom úseku, v „spoľahlivom
pásme“. Benková [5;str. 103] Regulačné diagramy pomáhajú zabrániť zbytočnému,
resp. nepotrebnému nastavovaniu zariadení, výrobných liniek v prípade, že príslušný
proces je stabilný.
2.2.1 Konštrukcia regula čných diagramov
Základom regulačného diagramu je zobrazenie dát v dvojrozmernom
súradnicovom systéme. Os x-ová je osou časovou, os y-ová je osou hodnôt/dát,
Benková [6;str. 29]. Dáta sa navzájom spájajú do polygónu – priebehového diagramu
(Run chart) – časového radu. Kľúčovým atribútom pri regulačných diagramoch je čas
a racionálne zoskupenie údajov v ňom [6].
Zo získaných dát sa potom počíta centrálna priamka a regulačné medze.
Stredná priamka/čiara – CL (Central Line)
Horná regulačná medza/hranica - UCL (Upper Control Limit)
Dolná regulačná medza/hranica – LCL (Lower Control Limit)
Sledovaný parameter kvality – polygón –spojnica spájajúca dáta, ktorých poradie nie je
možné meniť
FEI KEM
23
Regulačné medze (RM) (čiary UCL a LCL) vymedzujú pásmo, v ktorom so zvolenou
pravdepodobnosťou leží výberová charakteristika, ak na proces pôsobia len náhodné
vplyvy (žiadne vymedziteľné príčiny).
Vtedy je proces štatisticky zvládnutý /stabilný/ pod kontrolou (čiže žiadny bod nie je
mimo čiar nad a pod).
Ak nejaký údaj leží mimo RM, je potrebné zasiahnuť a RM nazývame akčné medze.
Preto do diagramu zakresľujeme aj varovné medze – LWL, UWL[7].
LWL
UWL Akčné pásmo
Akčné pásmo
Varovné pásmo
Varovné pásmo
Vnútorné pásmo
3σ
2σ
− 2σ
1σ
− 1σ
A
B
C
C
B
A
UCL
CL
LCL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
čas- poradie
regu
lova
ná v
elič
ina
UCL
CL
LCL
− 3σ
FEI KEM
24
2.2.2 Shewhartové diagramy
M. Terek [3] odporúča pri analýze regulačného diagramu postupovať v zmysle
normy STN ISO 8258 Shewhartové regulačné diagramy. Ak na sledovaný proces
pôsobia iba náhodné príčiny, potom sa všetky body polygónu v regulačnom diagrame
nachádzajú v intervale <LCL,UCL> a norma pre takúto situáciu používa označenie
,,proces je v štatisticky zvládnutom stave”, Benková [5;str. 104]. Názov
Shewhartové regulačné diagramy majú podľa Waltera A. Shewarta, ktorý ako prvý
v roku 1924 navrhol regulačné diagramy ako určitý grafický prostriedok využívajúci
princíp štatistických testov významnosti.
Existujú dva základné typy Shewhartových regulačných diagramov:
1. Regulačné diagramy meraním (používajú sa na analýzu kvantitatívnych znakov ). Sú
citlivejšie na menšie zmeny a veľmi dobre sa nimi sleduje poloha, variabilita a stabilita
procesu. Vstup tvoria často náhodné veličiny riadiace sa normálnym rozdelením. Medzi
najčastejšie používané regulačné diagramy meraním patria:
• diagram x – R, • diagram x – s,
• diagram Xindividuálne – Rkĺzavé,
• diagram x – R.
2. Regulačné diagramy porovnávaním (atribútové ) zamerané na analýzu kvalitatívnych
znakov.
Sú založené na binomickom rozdelení, resp. Poissonovom rozdelení. Spravidla sú
jednoduchšie na použitie ako diagramy meraním. Najčastejšie používame:
• p- diagram,
• np – diagram,
• c – diagram,
• u – diagram,
• X – individuálne diagramy
FEI KEM
25
Podľa spôsobu vykonávania analýzy rozdeľujeme Shewhartove regulačné diagramy na:
• diagramy, v ktorých sa údaje vypočítavajú (vyhodnocovacie) na základe
nameraných hodnôt,
• diagramy, v ktorých sú údaje určené (regulačné) ešte pred nameraním prvého
údaja [3].
2.2.3 Stabilita procesov
Isté zoskupenie bodov charakterizujú ,,nenáhodný“ vývoj procesu, t.j. vývoj
diagramu z istého hľadiska nepravdepodobný. Spravidla ide o vplyv nejakej
vymedziteľnej veličiny.
L. Nelson sformuloval 8 testov na určenie takýchto nenáhodných zoskupení. Vychádzal
z predpokladu, že pri použití pravidla 3σ, pri rovnomernom rozdelení pásiem CL -
UCL (resp. CL – LCL) na zóny A,B a C, predstavuje jedno pásmo, jednu smerodajnú
odchýlku.
M. Tkáč [2; str. 68-70] obrazne vysvetľuje, že proces nie je štatisticky zvládnutý (nie je
stabilný), ak nastane aspoň jeden z týchto prípadov:
1. Jeden bod leží za zónou A,
FEI KEM
26
2. Deväť bodov v rade za sebou leží nad (pod) CL.
3. Šesť bodov v rade za sebou plynulo stúpa (klesá).
FEI KEM
27
4. Štrnásť bodov v rade za sebou striedavo stúpa a klesá
5. Dva z troch bodov v rade za sebou ležia v zóne A alebo za ňou
6. Štyri z piatich bodov za sebou ležia v zóne B alebo za ňou
FEI KEM
28
7. Pätnásť bodov v rade za sebou leží v zóne C nad a pod CL
8. Osem bodov v rade za sebou leží pod a nad CL, ale mimo zóny C
Výskyt akéhokoľvek z opísaných nenáhodných zoskupení považujeme za dôkaz
existencie nejakej vymedziteľnej príčiny, a teda nestability procesu [2].
2.2.4 Spôsobilos ť procesu
Pri zabezpečení stability procesu pomocou regulačných diagramov, je
nevyhnutné zabezpečiť aj spôsobilosť procesu. Spôsobilosť procesu znamená vyrábať
v súlade s technickými alebo inými požiadavkami a taktiež schopnosť trvalo dosahovať
dopredu určené kritériá, najčastejšie strednú hodnotu. Dosiahnutie strednej hodnoty pri
každom výrobku je v praxi praktický nemožné. Preto z tohto dôvodu výrobok a jeho
FEI KEM
29
meraná a sledovaná veličina sa považuje za zhodnú, ak sa hodnota nachádza medzi
tolerančnými hranicami. Najčastejšie sa používajú indexy spôsobilosti Cp a Cpk.
Index spôsobilosti Cp je mierou potenciálnej schopnosti procesu zaistiť, aby sledovaný
znak kvality ležal vo vnútri tolerančných hraníc. Teda charakterizuje možnosti dané
variabilitou procesu, ale nehovorí ako boli tieto v skutočnosti využité. Vypočíta sa
podľa vzťahu [5]:
�� � USL � LSL6 �
Index spôsobilosti Cpk, na rozdiel od indexu Cp, zohľadňuje nielen variabilitu, ale aj
umiestnenie strednej hodnoty (µ) sledovaného znaku kvality v tolerančnom poli.
Charakterizuje teda skutočnú spôsobilosť procesu dodržiavať predpísané tolerančné
medze. V súčasnosti je najpoužívanejšou charakteristikou spôsobilosti procesu. Počíta
sa podľa vzťahu [5]:
��� � min �USL � µ3 σ , µ � LSL
3 σ �
USL - horná tolerančná hranica, LSL - dolná tolerančná hranica,
µ- stredná hodnota, �- smerodajná odchýlka.
Hodnoty Cp, Cpk �1,33 signalizujú dobrú spôsobilosť sledovaného procesu.
FEI KEM
30
3 Oboznámenie sa so sú časným stavom
Tytex Slovakia s.r.o. rozsahom výroby a počtom zamestnancov je v skupine
TYTEX GROUP najväčším výrobným závodom. Výrobný program je v súčasnosti
rozdelený do štyroch oblastí:
1. CONTINENCE CARE
Výrobky pre pacientov trpiacich inkontinenciou.
nohavičky:
2. ORTOHO CARE
Safehipy – výrobky s chráničmi bedrového kĺbu pre pacientov po operácii
bedrového kĺbu alebo chrániče pre aktívnych športovcov. Tieto výrobky sa
predávajú pod vlastnou značkou
Safehip active Hard:
3. SUPPORT CARE
tzv. Corsinel výrobky s vysokým obsahom elastanu pre pacientov po operácii
brušnej dutiny :
FEI KEM
31
4. MATERNITY CARE podprsenky, tehotenské nohavičky, tehotenské pásy
a rad ďalších výrobkov určených ženám počas tehotenstva:
Diplomová práca je zameraná na výrobky skupiny CONTINENCE CARE ,
vyrábané technológiou plochého osnovného pletenia Raschel na pletacích
strojoch Karl Mayer (obr.4 ).
Výrobný postup pozostáva z procesu snovania, pletenia, fixácie, rezania
a balenia hotového výrobku.
Začiatok výroby textílie je v procese snovania. Jednotlivé vlákna sa navíjajú
vedľa seba na osnovné valce v požadovanom množstve a dĺžke. V priemere je to
36 000 meter.
Pri výrobe sa používajú chemické vlákna (Polyamid, Polyester a Dorlastan-
polyuretanové vlákno). Pri prepracovaní osnovných cievok plošným pletením je
najdôležitejšie nastaviť správne vedenie a pnutie vlákna. Dôležité parametre,
ktoré vplývajú na proces pletenia a odvíjanie vlákna z osnovnej cievky sú
teplota, ktorá by mala byť cca. 22 – 24oC ako aj vlhkosť vzduchu. Tá by mala
byť v rozsahu 65 - 68%.
Obr. 4 Pletací stroj
FEI KEM
32
Upletená tkanina vychádzajúca z pletacieho stroja, ktorú tvorí
„nekonečný“ pás pozostávajúci z (500 – 750) kusov výrobkov, je v niektorých
prípadoch výrobok pripravený k rezaniu a baleniu. Je to v prípade, ak na
pletacom stroji je umiestnené fixačné zariadenie. Funkcia fixačného zariadenia
je stabilizovať rozmery výrobku pôsobením tepla.
V prípade že pletenie prebieha na strojoch, ktoré nie sú vybavené
fixačným zariadením nasleduje ďalší osobitný proces - fixácia. V tejto fáze sa
robí úprava textílie parou vo fixačnom zariadení. V celom výrobnom procese je
vykonávaná kontrola kvality.
Tá sa rozdeľuje na výrobnú a výstupnú kontrolu.
V prvom procese snovania sa jedná o vizuálnu kontrolu nasnovaných valcov
(napr. rovnomerný návin cievok).
Kontrolu pletenia úpletu vykonávajú operátori pletenia minimálne 2-krát počas
pracovnej zmeny na každom stroji. Na úplete kontrolujú:
- lem – zapletenie elastanu a farebného značenia, diery, zašpinenie
- telo – zapletenie elastanu a farebného vlákna, diery, zašpinenie
Operátori zároveň každé 2 hodiny kontrolujú pnutie dorlastanu [8].
Mimo vizuálnej kontroly kvality úpletu sa vykonáva periodická kontrola
rozmerov výrobkov.
Kontrolu rozmerov vykonávajú kontrolórky. Merania sa rozdeľujú na
meranie režných výrobkov a hotových výrobkov. Pri strojoch bez priamej
fixácie sa kontrola rozmerov vykonáva na meracom zariadení ZWICK.
U strojov s priamou fixáciou je kontrola rozmerov zameraná na kontrolu
šírkových a dĺžkových rozťažností vo voľnom stave a pod záťažou po 60
sekundách pôsobenia zaťaženia. Súčasťou tejto kontroly je aj kontrola
hmotnosti výrobku.
Namerané rozmery sa porovnávajú s predpísanou špecifikáciou a sú
zaznamenávané do excelovských tabuliek (Príloha A č.1).
FEI KEM
33
3.1 Popis merania a evidencia hodnôt
Na meranie sa používajú jednoduché, ale kalibrované meracie zariadenia.
Obr. 5 Gamma meter
Jeden z meraných a kontrolovaných parametrov je voľný lem. Ten sa meria Gamma
metrom (obr.5), z ktorého sa nameraný údaj prenáša a zaznamenáva do príslušnej
tabuľky.
Obr. 6 Meracie zariadenie Ram
Na meracom zariadení RAM (obr.6) sa meria rozťažnosť výrobku pôsobením záťaže.
Výrobok je upevnený na meracie zariadenie a zaťažovaný záťažou 200 resp. 800g po
dobu 60 sekúnd. Údaj v mm sa odčíta zo stupnice manuálne zapíše do tabuľky.
Obr.7 Digitálna váha
Kontrola výrobku pokračuje kontrolou váhy výrobku. Tá je zisťovaná na digitálnej váhe
(obr.7). Váha sa odčíta z displeja a manuálne zapíše do príslušnej tabuľky.
FEI KEM
34
Výstupná kontrola kvality výrobku je zameraná na meranie hotových výrobkov.
Meranie rozmerov a váhy finálneho výrobku je dôležité z dôvodu vzájomne
odsúhlasených požiadaviek zákazníka, ktorý požaduje od výrobcu výrobky
požadovaných rozmerov, ale zároveň požaduje dokumentovať aj spôsobilosť procesu
výroby.
3.2 Súčasné vyhodnocovanie meraní
V súčasnosti sa výrobky merajú 1x za zmenu, každý artikel z každého stroja.
Viackrát sa robia merania výrobku pri zmene artiklu, veľkosti a výmene osnovných
cievok, kde môže dochádzať k rozladeniu stroja. Potrebné je nastavovanie pnutia
Dorlastanu a pri zmene artiklu aj prestavba celého prístroja.
Merania sa pri týchto zmenách robia častejšie a zaznamenávajú sa do tabuliek. Z upletenej tkaniny vychádzajúcej z pletacieho stroja sa odstrihne jeden kus, ktorý sa
v prípade, že na stroji je fixačné zariadenie, považuje za hotový výrobok. Na tejto
vzorke sa merajú a sledujú tieto hodnoty:
� výška voľne [mm]
� noha pod záťažou 200g [mm]
� noha pod záťažou 1000g [mm]
� lem voľne [mm]
� lem pod záťažou 200g [mm]
� lem pod záťažou 800g [mm]
� váha výrobku [g]
Namerané hodnoty sú zapisované do excelovských tabuliek, do súboru
príslušného artikla. Jeden z nedostatkov pri vyhodnocovaní je, že do súboru sú
zapisované údaje spolu z viacerých strojov, ak je na nich pletený rovnaký artikel.
Potom sú dáta vyhodnocované spoločne. Vyhodnocované sú hodnoty spôsobilosti
procesu cp a cpk. Namerané hodnoty, ktoré sú mimo stanovenej hornej hranice sú
v tabuľke vyznačené červenou farbou a hodnoty pod dolnou hranicou sú modrej farby.
Z tabuliek nie je možné zistiť prichádzajúci problém. Nie je možné sledovať stabilitu
procesu celého ako aj jednotlivých strojov, čo by mohlo odhaliť problémy niektorých
zariadení. Z tohto dôvodu chceme navrhnúť vyhodnocovanie kvality pomocou
FEI KEM
35
regulačných diagramov, sledovanie stability procesu jednotlivých artiklov a
jednotlivých strojov.
FEI KEM
36
4 Návrh systému regula čných diagramov
Pri návrhu štatistickej regulácie procesu si zvolíme parametre, ktoré budeme
vyhodnocovať pomocou regulačných diagramov. Na sledovanie použijeme typy
regulačných diagramov meraním. Regulačné diagramy nám dokážu včas signalizovať
vznik vplyvu negatívnych javov v procese, ktorý sledujeme. Dokážu určiť, kedy je
potrebné vykonať zásah do procesu v reálnom čase, aby sa proces dostal do stabilného
stavu. Aký typ zásahu je potrebný určuje dostatočná diagnostická informácia o zmene
v procese, ktorý sledujeme. Určujú aj to, kedy je zásah potrebný. Pri určovaní
spôsobilosti procesov, ktorá je základnou požiadavkou zákazníka, je určovanie stability
pomocou regulačných diagramov ďalšia z výhod ich používania. Regulačné diagramy
nám poskytujú dôležité informácie o kvalite procesu a neustálom zlepšovaní po
prípadných zásahoch. V konečnom dôsledku ich ekonomickým zhodnotením môžu
prispieť k zvýšeniu efektívnosti výroby či už je to zníženiu počtu meraní na
zariadeniach, ktoré dlhší čas pracujú v stabilnom stave, ale aj minimálne využívanie
strojov, ktorých stabilita je na hranici. V niektorých prípadoch aj ich generálka. Na
sledovanie požijeme Shewhartove diagramy.
4.1 Využitie Shewhartovych diagramov
Shewhartove diagramy sa využívajú na sledovanie jednej hodnoty. Základom je
dostatočné množstvo nameraných údajov v logických podskupinách, ktoré sú získavané
v relatívne rovnakých stálych podmienkach. Pre naše sledovanie z doteraz meraných
parametrov sme vybrali tri, pre nás najdôležitejšie parametre: voľný lem, lem pod
záťažou 800g a váha výrobku. Zamerali sme sa na výrobok zo skupiny CONTINENCE
CARE. Výrobok je označený pod názvom LIGHT a číslom (artikel) 070850-05.
FEI KEM
37
4.1.1 Realizácia grafických výstupov
Na realizáciu grafických výstupov sme použili program MS Excel, v ktorom sú
spracované aj doterajšie tabuľky výsledkov meraní za predchádzajúce obdobie.
Vytvorili sme 3 súbory:
Príloha A č.1– zdrojové súbory, tento súbor obsahuje tabuľku meraných údajov za rok
2010, ktorá nám slúži ako zdroj údajov na výpočet regulačných hraníc pre �� a R
diagramy a tabuľku nameraných údajov za obdobie od 1.1.2011 do 30.3.2011, ktorú
použijeme na vyhodnotenie súčasného stavu.
Príloha A č.2 – pracovné súbory, obsahuje pracovný súbor pre stroj č.16 a stroj č.17.
V týchto súboroch sú spracované výpočty a návrhy regulačných diagramov. Postup
výpočtov a návrhy diagramov je popísaný v kapitole 4.2.2.
Príloha A č.3 – vyhodnocovanie súbory , v tomto súbore je graficky vyhodnotená
súčasná stabilita procesu pre stroj č.16 a č.17.
Súčasťou pracovných a vyhodnocovacích súborov je makro, ktoré bolo zostavené na
základe našej špecifikácie inou osobou.
4.1.2 Postup práce s makrom
Zdrojové údaje Príloha A č.1. sú zaznamenávané chronologicky podľa dátumu
výroby a súčasne realizovaných meraní (Tab.1).
Tab.1 Zdrojová tabuľka údajov
FEI KEM
38
Na spracovanie údajov bol vytvorený pracovný súbor Príloha A č.2, do ktorého
pomocou makra budeme importovať hodnoty zo zdrojovej tabuľky. Makro je zostavené
z tabuľky parametrov a z tabuľky kopírovania buniek z importovaného súboru do
zvoleného hárku (Tab.2).
Tabuľka parametrov
Meno súboru odkiaľ: D:\2010_11\Vyucba\DP\Sabolova\makro1\070850-XX-Januar-December.xls
Hárok (koncové. č. artikla): 05
Stĺpec merania (písmeno): K
Číslo stroja (nič - všetky stroje): 0
Počet meraní vo výbere: 5
Dátum od: 1.1.2010
Dátum do: 28.4.2010
Kam importovať (hárok): X,R-diag.vaha
Kam importovať (bunka): A56
Max. počet dní: 25
Kopírovanie buniek z importovaného súboru do zvoleného hárka
1. Presuň bunky z miesta: B2
na miesto: B2
2. Presuň bunky z miesta: D2
na miesto: C1
3. Presuň bunky z miesta:
na miesto:
Kam uložiť číslo stroja: B3
Tab.2 Pracovná tabuľka makra
V hornej časti tabuľky makra sú umiestnené ikony Import a Súbor. Ikona Súbor nám
slúži na výber mena súboru, odkiaľ sa budú importovať zdrojové údaje a súčasne zapíše
do tabuľky meno súboru. V našom prípade je to zdrojový súbor nameraných hodnôt za
rok 2010. Potom pokračujeme pri výbere hárku požadovanej veľkosti artikla, čo nám
určuje koncové číslo artikla, napríklad 070850 05. Riadok tabuľky ,, Stĺpec merania“
nám určí druh sledovaného merania. Pod názvom stĺpca (písmeno stĺpca) máme
v zdrojovej tabuľke umiestnené jednotlivé merania, napríklad: váha výrobku, voľný
lem, rozmery pri záťaži. V ďalšom riadku zadáme počet meraní vo výbere, v našom
prípade sme určili 5 meraní. Vo väčšine prípadov nie je v jeden deň namerané
FEI KEM
39
dostatočné množstvo údajov, preto sú doplnené údaje z nasledujúceho dňa, kým sa
nezaplní 5 meraní do výberu. Pre import údajov sa určí obdobie, ktoré sa bude
sledovať. Na realizáciu a výpočet hraníc sme určili celý rok 2010. Dôležité je, aby na
začiatku v súboroch, v ktorých budeme chcieť pracovať, boli vytvorené a pomenované
hárky na importovanie, najjednoduchšie je v každom z nich mať umiestnené makro. Je
to pre jednoduchú aplikáciu, bez veľkých zmien vo vypĺňaní. Jeden z posledných
parametrov tabuľky je určiť presnú bunku (písmeno a číslo bunky) kam sa začnú
importovať údaje a určiť maximálny počet dní to je dôležité v pracovnom súbore pre
výpočet regulačných hraníc.
Druhú časť makra vypĺňame podľa nami zvoleného hárku, kam by sa mal obsah
bunky importovať (Obr.8). Importuje sa obsah celej bunky, napríklad čísla artikla, číslo
stroja. Zapíšeme písmeno stĺpca a číslo riadku, ktorého obsah chceme importovať
a presne popíšeme písmeno stĺpca a číslo riadku, kde to chceme importovať. Ako je to
napríklad číslo artikla (Obr.8). Zo zdrojového súboru sme určili popis bunky, v ktorej sa
číslo artikla nachádza „B2“ a chceme ho importovať do bunky „B2“ nového hárku. Tam
sa nám obsah importovanej bunky zobrazí. Takýmto spôsobom môžeme importovať
rôzne bunky zo zdrojového súboru.
Obr.8 Ukážka zvoleného hárka
Po vyplnení tabuľky môžeme kliknutím na ikonu Import spustiť importovanie.
4.1.3 Návrh a zostrojenie R-X diagramu
Z dôvodu, že hodnoty : váha, voľný lem ako aj záťaž boli merané, použijeme
regulačné diagramy meraním, a to diagram R-diagram rozpätí a X-diagram priemerov.
FEI KEM
40
Pri označovaní diagramov pre zjednodušenie budeme používať X bez čiary. Na výpočet
regulačných hraníc pre X- diagram je potrebné vypočítať jednotlivé priemery výberov ��
a ich celkový priemer ��. A pre diagram rozpätí, rozpätie jednotlivých výberov
� a celkové rozpätie��. Na výpočet hraníc a centrálnej priamky použijeme rovnice [3]:
R- diagram:
Centrálna priamka : CL = ��
– jednotlivé rozpätia: � � ����� � min ��
- celkové rozpätie: �� � ∑ � !"#$
Pre výpočet hraníc:
- horná regulačná hranica: UCL = D4 *��
- dolná regulačná hranica: LCL = D3 *��
X- diagram:
Centrálna priamka : CL = ��
-priemer výberu: �% � ∑ �&'�1&
-priemer priemerov: �� � ∑ ) % !"#$
Pre výpočet hraníc:
- horná regulačná hranica: UCL = �� + A2*��
- dolná regulačná hranica: LCL = �� - A2*��
FEI KEM
41
M. Terek [3] uvádza súčinitele na výpočet regulačných hraníc:
Po vypočítaní jednotlivých hraníc a konštrukcií regulačných diagramov urobíme rozbor
za účelom zistenia či je proces pod kontrolou. Preskúmajú sa body mimo regulačných
hraníc (graf č.1). Najprv v diagrame pre rozpätie. Tieto údaje sa vylúčia. Z ostatných
podskupín sa znova vypočítajú a znázornia nové regulačné hranice. Ak je proces
štatisticky zvládnutý, vzhľadom k rozpätiu R, pokračujeme s konštrukciou diagramu X.
FEI KEM
42
Graf č.1 R- diagram/váha pre stroj č.16 bez vylúčených hodnôt
Po analýze diagramu R sa analyzujú priemery, aby sa zistilo, či sa poloha regulovanej
veličiny mení v čase. Znázorníme bodové údaje (graf č.2)
Graf č.2 X- diagram/váha pre stroj č.16 bez vylúčených hodnôt
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
R-diagram/váha
UCLR CLR LCLR rozpätia
6,2
6,7
7,2
7,7
8,2
8,7
X-diagram/váha
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
43
Tak ako pri diagrame rozpätia, aj tu sa vylúčia všetky hodnoty mimo regulačných
hraníc. Vypočíta sa nový celkový priemer, rozpätie a prerátajú sa nové regulačné
hranice. Tie sa používajú na hodnotenie stability súčasného procesu.
FEI KEM
44
5 Vyhodnotenie sledovaných parametrov
Na vyhodnotenie súčasného stavu boli použité nami zostrojené regulačne diagramy
s vypočítanými regulačnými hranicami na základe predchádzajúceho obdobia.
Vyhodnocovanie bolo realizované na dvoch strojoch, ktoré produkujú rovnaký výrobok.
Sledované bolo obdobie od 1.1.2011 do 30.3.2011. V predchádzajúcom období neboli
vôbec sledované procesy jednotlivých strojov, len celková spôsobilosť procesu
produkujúceho rovnaký artikel, čo spôsobovalo nedostatočný prehľad o spôsobilosti
jednotlivých strojov. Stabilita procesu nebola sledovaná vôbec. Regulačnými
diagramami sa dá vizuálne sledovanosť proces po jednotlivých strojoch a každý zvolený
parameter individuálne. Výsledné diagramy sú obsahom Prílohy A č.3.
5.1 Vyhodnotenie parametrov výrobku po jednotlivých strojoch
Stroj č.16
Váha výrobku:
Graf č.3 Váha – diagram rozpätia pre váhu výrobkov stroj č.16
Jeden zo sledovaných parametrov je Váha výrobku. V R- diagrame (graf č.3) sme
sledovali rozpätia hodnôt. Dva body sa nachádzajú na osi x, ich hodnota rozpätia je
0
0,10,20,3
0,40,5
0,60,70,8
0,91
R-diagram/váha
UCLR CLR LCLR rozpätia
FEI KEM
45
nulová, čo znamená, že všetky hodnoty vo výbere boli rovnaké. Pri analýze bodu nad
hornou hranicou sme usúdili, že veľkosť rozpätia bola spôsobená nevhodným výberom.
Merania neboli robené v rovnakom čase (nie v jeden deň).
Graf č.4 Váha- diagram priemerov pre váhu výrobkov stroj č.16
Sledovaním parametra Váhy výrobkov pomocou X- diagramu (graf č.4) sme
vyhodnotili proces ako nestabilný. Bodové hodnoty priemerov výberu sú mimo
regulačných hraníc nad hornou regulačnou hranicou UCL, ale viac ako 50% sa
nachádza pod dolnou regulačnou hranicou LCL. V niektorých prípadoch hodnoty
dosahujú hodnotu dolnej tolerančnej hranice LSL, v jednom prípade nie je dosiahnutá
ani dolná tolerančná hranica. Po analýze tohto procesu je nutné celý proces vycentrovať
smerom k strednej hodnote. V takomto prípade je aj pri prekročení regulačných hraníc
ešte stále menšia pravdepodobnosť prekročenia tolerančných hraníc. Keďže sme už
z grafu usúdili, že proces je posunutý smerom k dolnej tolerančnej hranici, aj výpočet
indexov spôsobilosti nám určí nespôsobilosť procesu (Príloha A č.3, Tab.3 ).
6,4
6,9
7,4
7,9
8,4
X-diagram/váha
UCLX CLX LCLX arit.priemery
USL SL LSL
FEI KEM
46
Tab.3 Vypočítané hodnoty spôsobilosti
Voľný lem:
Graf č.5 Voľný lem- diagram rozpätia voľného lemu výrobkov stroj č.16
Jedným z najviac meraných a sledovaných parametrov je parameter Voľný lem. Z
R- diagramu (graf č.5) sme mohli vidieť, že len jedna hodnota je tesne nad hornou
regulačnou hranicou. Všetky ostatné hodnoty sa nachádzajú vo vnútri regulačných
hraníc.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
R-diagram/voľný lem
UCLR CLR LCLR rozpätia
cp 0,0330
cpk 0,0095
FEI KEM
47
Grafy č.6 Voľný lem- diagram priemerov voľného lemu výrobkov stroj č.16
V X – diagrame (graf č.6) nám prvých 10 výberov určuje proces ako nestabilný,
z hornej regulačnej hranice hodnoty klesnú až na hodnotu, ktorá prekročí dolnú
regulačnú hranicu. Potom v období od 17.1.2011 až po hodnotu z výberu 7.3.2011 je
proces v stabilnom stave. Tento výber bol už analyzovaný v sledovaní parametra Váha
výrobku, čo dokazuje , že výber hodnôt meraní 7.3.2011 nebol správny a má vplyv na
všetky sledované parametre.
23,5
24,5
25,5
26,5
27,5
28,5
29,5
30,5
X-diagram/voľný lem
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
48
Rozmer pri záťaži 800g:
Graf č.7 Záťaž 800g – diagram rozpätí pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou
stroj č.16
Graf č.8 Záťaž 800g – diagram priemerov pre rozmer výrobku zaťaženého 800g
záťažou stroj č.16
0
1
2
3
4
5
6
R-diagram/záťaž 800g
UCLR CLR LCLR rozpätia
57,5
58,5
59,5
60,5
61,5
62,5
63,5
64,5
65,5
66,5
X-diagram/záťaž 800g
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
49
Sledovaním R a X – diagramov (graf č.7 a graf č.8) pri záťaži 800g a porovnaním
s diagramami, ktorými bol sledovaný Voľný lem sme usúdili, že zmeny variability a
stability procesu sa vo väčšine zhoduje až na pár odchyliek. Ďalej môžeme sledovať
spôsobilosť procesu cp a cpk, ktorej vypočítané hodnoty nám určujú proces ako
nestabilný (Príloha A č.3 ), ktorý na rozdiel od parametra Váha výrobku, ktorý bol
v blízkosti dolnej tolerančnej hranici, môžeme vidieť, že je proces viac centrovaný
v strede, čo je pozitívne, ale ešte stále nedosiahol potrebnú hodnotu spôsobilosti.
Stroj č.17
Váha výrobku:
Graf č.9 Váha –diagram rozpätí pre váhu výrobkov stroj č.17
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
R-diagram/váha
UCLR CLR LCLR rozpätia
FEI KEM
50
Graf č.10 Váha – diagram priemerov pre váhu výrobkov stroj č.17
Sledovaním parametra Váha výrobku, sme zistili že hodnoty v X- diagrame (graf
č.10) nedosiali ani v jednom bode úroveň stability. Nebola prekročená dolná regulačná
hranica, dokonca v dvoch prípadoch sú hodnoty pod dolnou tolerančnou hranicou. V
takomto prípade je jedna z alternatív prepočítať nové regulačné hranice zo súčasných
hodnôt a ďalšie obdobie sledovať s novými regulačnými hranicami, alebo lepším
riešením je rozanalyzovať stav stroja. Práve to spôsobuje tak nízke hodnoty váhy
výrobku. Urobiť zmeny v nastavení stroja.
6
6,5
7
7,5
8
8,5
X-diagram/váha
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
51
Voľný lem:
Graf č.11 Voľný lem – diagram rozpätia voľného lemu pre výrobky stroj č.17
Graf č.12 Voľný lem – diagram priemerov voľného lemu pre výrobky stroj č.17
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
R-diagram/voľný lem
UCLR CLR LCLR rozpätia
23,5
24,5
25,5
26,5
27,5
28,5
29,5
30,5
X-diagram/voľný lem
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
52
V diagrame rozpätia len v jednom prípade bola hodnota mimo regulačných hraníc.
Čo v diagrame priemerov (graf č.12) sme mohli sledovať celé prvé obdobie t.j. január,
že hodnoty boli nad hornou hranicou. Až v druhej polovici sledovaného obdobia sa
proces dostal do stabilného stavu.
Rozmer pri záťaži 800g:
Graf č.13 Záťaž 800g – diagram rozpätí pre rozmer výrobku zaťaženého 800g záťažou
stroj č.17
0
1
2
3
4
5
6
7
R-diagram/záťaž 800g
UCLR CLR LCLR rozpätia
FEI KEM
53
Graf č.14 Záťaž 800g – diagram priemerov pre rozmer výrobku zaťaženého 800g
záťažou stroj č.17
V oboch prípadoch pri sledovaní zvolených parametrov sú procesy nestabilné
(graf č.12 a graf č.14). Proces sa dostal do štatisticky nezvládnutého stavu. Preto je
v takom prípade robiť odhad spôsobilosti nebezpečné. Proces musíme dostať do
stabilného stavu, aby sme získali spoľahlivý odhad spôsobilosti.
54,5
56,5
58,5
60,5
62,5
64,5
66,5
X-diagram/záťaž 800g
UCLX CLX LCLX arit.priemery USL SL LSL
FEI KEM
54
6 Návrh na zlepšenie
Náš návrh na zlepšenie by sme začali realizovať v počiatočnej fáze, a to zmenou
počtu meraní a zaznamenávaní v zdrojových súboroch. Na sledovaných strojoch by mal
byť minimálny počet meraní 5 v jeden deň, čo tvorí jeden výber. To by mohlo
pravdivejšie zobrazovať zmeny v procese. Navrhujeme realizáciu sledovania
a vyhodnocovania procesu pomocou makra, ktoré importuje dáta zo zdrojových súborov
do vyhodnocovacích. Pre presné vyhodnocovanie procesu bude vhodné, po vopred
stanovenom období prepočítať regulačné hranice v pracovnom súbore. Tie by sa
pravidelne po realizácii výpočtu menili vo vyhodnocovacom súbore.
Pri sledovaní stability procesu je potrebné sledovať stabilitu jednotlivých strojov.
Potom by bolo možné po vyhodnotení jednotlivých strojov, pri požadovanom menšom
počte výrobkov, používať len stroj, ktorý je štatisticky stabilný a spôsobilý. Na strojoch,
pri ktorých boli zistené zmeny variability, je potrebné zistiť príčiny ich vzniku.
Odporúčame pravidelné merania a zvýšenie ich počtu, čo pomôže pomocou sledovania
zistiť, čo spôsobuje príčiny zmeny stability a spôsobilosti. V niektorých prípadoch to
môže mať aj dôvod urobiť generálnu opravu, alebo prestavbu stroja na výrobu iného
artikla. Pri zistení a odstránení príčin je možné počet meraní znížiť, ak hodnoty
parametrov výrobkov produkovaných na stroji sa dlhšiu dobu nachádzajú v stabilnom
stave. To by bolo možné realizovať pri všetkých strojoch, u ktorých budú dosiahnutie
požadované hodnoty. Ak by bola pri strojoch zistená príčina, ktorá spôsobovala zmenu
stability, mala by sa zaviesť evidencia porúch - príčin, ktorá by mohla pomôcť
v budúcnosti pri riešení takýchto alebo podobných situácii.
Ďalším vyhodnotením procesu je spôsobilosť procesu požadovaná a dohodnutá
spolu so zákazníkom. Tá je teraz vyhodnocovaná spolu za celý proces. Pri takomto
vyhodnocovaní dochádza k nesprávnemu určeniu spôsobilosti z dôvodu, ak niektorý
stroj produkuje výrobky v štatisticky stabilnom a spôsobilom procese a hodnoty
parametrov výrobkov iného stroja sú tak nesprávne, že celý proces nie je nestabilný.
Z tohto dôvodu je výhodou určovanie stability a hlavne spôsobilosti procesu parametrov
výrobkov z jednotlivých strojov. Pri nedosiahnutí spôsobilosti procesu je potrebné
hľadať príčinu, čo je v celom procese nemožné. Príčin, ktoré spôsobuje nespôsobilosť je
veľa, jednou z nich môže byť aj zla údržba stroja, ale aj použitie nekvalitného materiálu
ako aj chyba pracovníkov. Vo výrobnom procese je vedená identifikácia
a sledovateľnosť výrobkov, kde je zaznamenávaný okrem iného aj stroj, na ktorom je
FEI KEM
55
výrobok pletený. Táto informácia postupuje spolu s výrobkom až k zákazníkom. Tu by
bolo možné mu poskytnúť aj údaje o konkrétnom stroji.
Elektronickú prílohu tejto práce tvoria súbory v MS Excel, v ktorých sú zdrojové,
pracovné a vyhodnocovacie súbory. Dôležitou súčasťou pracovných a vyhodnocovacích
súborov je makro, ktoré môže firma Tytex Slovakia s.r.o. použiť.
FEI KEM
56
7 Záver
Diplomová práca sa zaoberá návrhom a zavedením regulačných diagramov pre
hodnotenie rozmerov pletených výrobkov.
Navrhnuté riešenie má nahradiť pôvodný systém, ktorý spočíva v priebežnom
zaznamenávaní nameraných hodnôt rozmerov pletených výrobkov v excelovských
tabuľkách a výpočtoch priemeru a spôsobilosti „cpk“.
V tomto pôvodnom systéme sa namerané výkyvy v rozmeroch často strácajú
v priemeroch.
Navrhovaný systém využívajúci grafický výstup je jednoznačnejší, transparentnejší
nehovoriac o tom, že samotný princíp regulačných diagramov umožňuje operatívnejší
zásah do technológie resp. zmenu parametrov pletenia.
Navrhnutý spôsob spĺňa požadované zadanie „ zavedenia regulačných diagramov „.
Výsledky diplomovej práce budú v prvom rade využité pre hodnotenie kvality – t.j.
dodržiavanie špecifikovaných rozmerov Raschlových výrobkov a následne po
spracovaní súčasných dát sa plánuje s využitím aj na výrobu tubulárov a výrobkov
pletených technológiou MATEC.
FEI KEM
57
Zoznam použitej literatúry
[1] http://www.tytex.com/en/about-tytex
[2] TKÁČ, M. -TURISOVÁ, R.: Štatistické nástroje zlepšovania kvality. Študijný materiál. Vypracovaný v r. 2009 pre potreby TYTEX Slovakia s.r.o
[3] TEREK, M. – HRNČIAROVÁ, Ľ.: Štatistické riadenie kvality. Bratislava 2004, ISBN 80-89047-97-1
[4] NOLAN,T.W. – PROVOST,L.P.: Understanding Variation. Qvality Progress, May 1990
[5] BENKOVÁ,M.- FLOREKOVÁ,Ľ-BOGDANOVÁ,G.: Systém riadenia kvality, Košice 2007, ISBN 978-80-8086-066-0
[6] BENKOVÁ,M.: Zabezpečovanie kvality procesov. Skripta. Košice 2007
[7] http://omega.tuke.sk/gabriela.bogdanovska/.../Regula%C4%8Dn%C3%A9%20diagramy.doc
[8] Interná dokumentácia, WIS 5.1.1.2 Výrobná a výstupná kontrola výrobkov pletených na strojoch raschel, 30.11.2010
FEI KEM
58
Prílohy
Príloha A: CD médium – diplomová práca v elektronickej podobe, prílohy v
elektronickej podobe.
Príloha A č.1: Zdrojové súbory
Príloha A č.2: Pracovné súbory
Príloha A č.3: Vyhodnocovanie - súbory