 |
Мнение эксперта | |
"Контроль качества невозможен без современных компьютерных технологий. Система STATISTICA наиболее полно и эффективно реализует управление качест-вом, сочетая удобный интерфейс с разнообразными статис-тическими методами и богатыми средствами визуализации".
Владимир Дмитриевич Козырев, "Атоммашэкспорт" |
|
 |
| | |
Контроль качества на производстве цельнокатаных колес
Содержание
Описание технологического процесса
В качестве примера мы используем процесс производства цельнокатаных колес
Эта задача возникла на реальном производстве. Проблемы контроля описанного далее технологического процесса типичны для металлургии. Вначале представим в целом технологический процесс, затем поймем, как можно контролировать качество с помощью SEWSS.
1. Плавка стали (Колесная сталь -> слитки круглого сечения с волнистой поверхностью).
2. Порезка, ломка (слитки колесной стали -> заготовки).
Рис. 1
3. Удаление заготовок с недопустимыми дефектами поверхности.
Рис. 2
4. Нагрев до температуры 1240 – 1260 °C в течение 5 часов.
5. Сбивка окалины.
Рис. 3
6. Деформирование (заготовка -> колесо).
-
осадка заготовок гладкими плитами на прессе;
-
кантовка осаженной заготовки;
Рис. 4
-
осадка в плавающем кольце и разгонка на прессе;
-
формовка заготовки;
-
прокатка на колесопрокатном стане;
-
калибровка обода, выгибка диска, прошивка отверстия в ступице и маркировка колес.
Рис. 5
7. Изотермическая выдержка не менее 3-х часов при температуре 600-650 °C (рис 6 а).
8. Осмотр и обмер по геометрическим параметрам (рис 6 б).
9. Механическая обработка (рис 6 в).
Рис. 6 а)
Рис. 6 б)
Рис. 6 в)
10. Замер диаметра колеса.
Рис. 8
11. Термическая обработка при 830-870 °C.
12. Прерывистая закалка водой не менее 2-х часов.
Рис. 9
13. Прием продукции методом выборочного контроля. Из каждой партии колес отбирается проба для проведения приемно-сдаточных испытаний.
-
Каждая партия группируется из колес одного назначения, изготовленных из стали одной плавки-ковша.
-
контроль остаточных напряжений в металле колеса, сходимость обода;
-
испытание на растяжение обода и диска колеса. Испытания на растяжение в диске колеса проводится факультативно;
-
определение твердости по сечению обода колеса на глубине 30 и 50 мм от поверхности катания колеса;
-
испытания на ударную вязкость металла диска колеса;
-
контроль макроструктуры обода, ступицы и диска колеса методом глубокого травления и серных отпечатков по Бауману;
-
контроль загрязненности стали колес неметаллическими включениями.
Рис. 10
14. Окончательная механическая обработка (рис 11 а).
-
подрезка торца и обточка;
-
расточка отверстия в ступице колеса.
15. Ультразвуковой контроль (рис 11 б).
16. Осмотр и проверка размеров в соответствии с ТУ.
17. Испытание партий колес на равномерность твердости (рис 11 в).
Рис. 11 а)
Рис. 11 б)
Рис. 11 в)
Описание задачи и схемы функционирования SEWSS
Задача состоит в том, чтобы в режиме реального времени контролировать технологические процессы изготовления цельнокатаных колес для выявления и предупреждения выхода процесса за дозволенные рамки. Этим мы обеспечиваем надлежащее качество выпускаемой продукции.
Именно для этих целей и предназначена система SEWSS. Её можно применять на всех этапах технологического процесса (ТП), требующих контроля над параметрами, влияющими на качество готовой продукции, а также на этапах испытаний и приема продукции.
Система SEWSS функционирует по следующей схеме.
Рис. 12
Данные контролируемых параметров вводятся на рабочих станциях либо вручную операторами, либо автоматически с помощью специальных устройств. Далее они сохраняются в базе данных SEWSS.
Эти данные, либо данные из внешних БД, могут использоваться для мониторинга технологического процесса. С помощью SEWSS можно в режиме реального времени строить контрольные карты, гистограммы, диаграммы Парето, рассчитывать индексы пригодности и, в принципе, пользоваться всей функциональностью программы STATISTICA.
Система SEWSS позволяет создавать отчеты по мониторингу за определенные периоды времени (день, неделя, месяц или любой другой, заданный заранее). Отчеты можно сохранять в формате rtf, либо html. Последние можно опубликовать на web-сервере, что позволяет удаленно проводить мониторинг ТП и находить и анализировать причины потери качества.
Система гибко настраивается инженерами либо администраторами с помощью прав доступа пользователей и имен рабочих станций.
В данном примере мы подробно рассмотрим работу системы по осуществлению контроля температуры в конвейерной печи на стадии 7 технологического процесса (ТП), а также при контроле диаметров колес на стадии 10.
Для сохранения качества на 7ом этапе ТП необходимо поддерживать температуру печи в пределах от 600 до 650 градусов. Если температура выходит за эти пределы, то происходит потеря качества.
Очевидно, нужно иметь возможность заблаговременно отследить тенденцию к выходу температуры за указанные пределы и своевременно оповестить персонал о внештатной ситуации (в противном случае можно не успеть отрегулировать температуру и сохранить качество).
Для осуществления этого создадим следующую структуру системы. Данные о температурах вводятся двумя операторами, данные о диаметрах колес одним. Для контроля температуры в печи будем использовать карты по индивидуальным значениям и CUSUM-карту, а для диаметров xbar и r карты. Будем создавать ежедневные отчеты в формате html.
Но, прежде всего для работы системы необходимо создать новую базу данных SEWSS.
Создание новой БД
При помощи инсталлятора SEWSS создаем новую “чистую” базу данных.
Рис. 13
Выбираем из списка необходимый тип БД, задаем путь установки.
Рис. 14
В данном примере используется БД “MS Access”.
Далее необходимо созданную БД зарегистрировать в списке источников данных ODBC (Панель управления -> Администрирование -> Источники данных (ODBC)).
Рис. 15
Теперь БД готова к работе с SEWSS.
Вход в систему
Запускаем SEWSS. В поле DSN выбираем БД, созданную в предыдущем параграфе. Можно проверить правильность настройки, нажав кнопку Тест.
Рис. 16
Если проверка завершилась успешно, нажимаем кнопку ОК.
Теперь необходимо войти в систему. По умолчанию, в созданной БД имеется единственный пользователь admin с паролем abcdef, обладающий максимальными правами в системе SEWSS.
Рис. 17
Перед нами появляется окно Менеджера компонентов системы качества SEWSS.
Рис. 18
Так как администратор обладает абсолютными правами, в окне отображаются все возможные компоненты системы.
Создание и редактирование групп/пользователей
Система базируется на многопользовательской аналитической платформе. Она позволяет гибко настроить права доступа пользователей к её компонентам.
Создадим несколько групп - операторы, инженеры, менеджеры, с соответствующими правами. Для этого запустим компонент Пользователи, вкладка Группы.
Рис. 19
Каждого пользователя можно сделать членом нескольких групп. Таким образом, он будет обладать правами тех групп, в состав которых он входит. Также каждый пользователь может обладать индивидуальными правами, в независимости от того, членом каких групп он является.
Рис. 20
В данном примере рассматриваются 2 оператора по вводу данных о температуре и один по вводу данных о диаметрах.
С помощью менеджера пользователей создадим 3х пользователей op1, op2 и op3. Добавим их в группу Operator.
Оператору op3 добавим индивидуальное право HEDIT (Редактирование), позволяющее редактировать значения для ранее введённых выборок.
Оператору op1 добавим индивидуальное право EDE (Администратор по вводу), позволяющее пользователям определять характеристики, создавать запросы, которые используются исключительно для ввода данных, создавать рабочие станции, которые будут служить источниками информации.
Редактирование рабочих станций
Станция - это компьютер, из которого можно получит доступ к SEWSS. Когда пользователь входит в систему, Станция, с которой производится вход, отмечается и записывается.
Использование Станций полезно по нескольким причинам.
Запросы, которые вводит пользователь, могут фильтроваться по Станциям. Например, для данной станции данный Пользователь может использовать только запросы Ввода Данных в процесс сбора данных.
Имя Станции автоматически записывается как дополнительная информация при сборе данных.
При поступлении запроса на получение данных для анализа, анализируемые выборки могут быть отфильтрованы по Станциям.
Для каждого оператора по вводу данных создадим по одной рабочей станции temp1, temp2 и diam соответственно.
Для этого запускаем из менеджера компонентов Редактор станций.
Рис. 21
С помощью кнопки Добавить создаем их.
Рис. 22
Обзор системы
Обзор системы используется для настройки способа просмотра запросов, характеристик и шаблонов системы.
Окно Обзор системы отображает организацию узлов. Узлы есть по сути "папки", в которые могут быть помещены запросы, характеристики и шаблоны. Вы можете удалять и создавать новые узлы и добавлять к узлам запросы, шаблоны и характеристики.
В нашем примере логично создать 3 узла по количеству операторов – ceh_temp1, ceh_temp2 и ceh_diam.
Для этого запускаем из менеджера компонентов Обзор системы.
Рис. 23
С помощью кнопки Добавить создаем эти 3 узла.
Рис. 24
Метки
Данные, имеющие отношение к собранным измерениям, но не использующиеся в Статистическом Контроле Процессов сохраняются как Метки.
Части дополнительной информации могут быть связаны с каждым измерением, Метка Изделий, или каждой собранной выборке, Метка Выборки.
Примером метки изделия служит серийный номер. Типичная метка выборки - это число проведённых измерений в выборке.
В SEWSS метки используются для хранения:
-
дополнительной информации, связанной со Статистическим Контролем Качества.
-
списка значений, из которого пользователи будут выбирать метки причин и действий
-
названия дефектов при вводе атрибутивных данных
Запустим компонент Редактор меток из менеджера компонентов.
Рис. 25
Добавим метки для хранения списков Действий, Причин и Дефектов для температуры и диаметров.
Характеристики
Собранные значения измерений называются Характеристиками. Характеристика соответствует одномерной переменной или атрибуту объекта или процесса.
Например, вес платы или листка стали - его характеристика.
Характеристики описывают типы данных (переменная или атрибут), также как и размер выборки, и пределы допустимых значений, необходимые для проверки правильности Ввода Данных.
В данном примере мы будем использовать две характеристики-переменные Temp (температура) и Diametr (диаметр).
Для этого запустим компонент Мастер характеристик.
Рис. 26
Создаем характеристику Temp с типом Переменная и областью значений 600-650. Так как процесс производства протекает в реальном времени, то при контроле качества рассматриваются отдельные наблюдения, а не их группы. Поэтому мы будем использовать карту “Индивид. и MA”.
Рис. 27
Для причин и корректирующих действий выберем соответствующие метки для температур.
Вкладываем эту характеристику в узлы ceh_temp1 и ceh_temp2.
Рис. 28
Создаем характеристику Diametr с типом Переменная и областью значений 36-38. В данном случае значения диаметров вводятся выборками объемом в 5 измерений. Поэтому мы будем использовать карту “Xbar и R”.
Рис. 29
Объем выборки установим 5. Для причин и корректирующих действий выберем соответствующие метки для диаметров.
Рис. 30
Вкладываем эту характеристику в узел ceh_diam.
Рис. 31
Запросы
Мастер запросов используется для задания способов сбора данных с использованием интерфейсов SEWSS для Ввода Данных и определения наборов запросов к внешним источникам данных. Запросы - это набор Характеристик и Меток.
Существует два основных типа запросов в SEWSS: Стандартные и OLE DB.
Стандартные
Создадим стандартные запросы Ввода Данных о температуре и диаметрах колес. Для этого запускаем компонент Мастер запросов из менеджера компонентов.
Рис. 32
Создадим запрос ввода данных о температуре get_temp. Так как данный запрос для Ввода Данных, то тип запроса выбираем Стандартный и ставим галочку Разрешить ввод данных. Так как температура задается индивидуальными измерениями, то ставим способ ввода “По изделиям”.
Рис. 33
Далее разрешаем запускать шаблон на станциях temp1, temp2, выбрав их из списка.
Рис. 34
Выбираем характеристику temp, которая будет включена в запрос.
Рис. 35
Выбираем группы и пользователей, которые могут запускать (пустой чек-бокс) и редактировать этот шаблон (чек-бокс с галочкой).
Рис. 36
Вкладываем этот запрос в узлы ceh_temp1 и ceh_temp2.
Рис. 37
Аналогично создаем запрос ввода данных о диаметрах Diam_zapr.
OLE DB
Создадим запрос типа выгрузки данных из внешней БД для получения фильтрованных данных об измеренных диаметрах Diam filtr. Так как это OLE DB запрос то выбираем тип Выгрузка данных из внешней БД.
Рис. 38
Далее необходимо настроить соединение с внешней БД. Можно использовать уже ранее настроенное соединение либо создать новое с помощью Мастера.
Рис. 39
Рис. 40
Добавляем подзапрос для выгрузки необходимых данных. SQL запрос удобнее создать с помощью специального Мастера.
Рис. 41
Далее можно задать новые имена для выгружаемых полей, тип данных, задать их обновление и очередность фильтрации.
Рис. 42
Рис. 43
Затем назначаются права на использование/редактирование запроса, и он добавляется в узел ceh_diam.
Шаблоны
Шаблоны SEWSS служат для анализа и представления выходных данных в виде графиков, таблиц и отчетов.
Шаблоны SEWSS используют данные из запросов или других шаблонов. Обычно вид шаблонов определяется типом данных, содержащихся в запросе.
IQC шаблоны
IQC Шаблон создает проекты Контроля Качества, которые, в свою очередь, создают карты контроля качества, разработанные для мониторинга в реальном времени.
Создадим шаблоны этого типа для мониторинга за наблюдаемыми характеристиками: температурой и диаметрами.
Запускаем Мастер Шаблонов и выбираем опцию Создать шаблон.
Рис. 44
Подробно рассмотрим создание шаблона “temp control 1” контроля над температурой, введенной пользователем op1. Этот шаблон использует данные запроса get_temp.
Рис. 45
Назначаем права на использование/редактирование шаблона, и добавляем его в узел ceh_temp1.
Далее настраиваем карту контроля качества: выбираем карты и таблицы, которые будут строиться, задаем тревоги, критерии серий, масштаб и другие настройки.
Рис. 46
Задаем критерии для запроса: оператор, станция, время ввода данных и другие метки для изделий.
Рис. 47
Далее задаем настройки автообновления: интервал, SVB макрос, выполняемый при каждом обновлении и другие опции.
Рис. 48
Аналогично создаем шаблоны мониторинга “temp control 2” и “diam_contr” за температурой, введенной оператором op2, и диаметрами.
SVB шаблоны
В шаблонах данного типа данные из запросов обрабатываются с помощью SVB макросов (STATISTICA Visual Basic).
Макрос предоставляет практически неограниченный доступ к управлению аналитическими возможностями STATISTICA. Как простые, так и очень сложные SVB программы и макросы, включающие расширенный интерфейс пользователя и работу с файлами, могут быть запущены прямо в STATISTICA.
SVB макрос легко создать с помощью инструмента STATISTICA. Необходимо лишь провести все необходимые операции с данными вручную и затем сохранить проделанную последовательность действий в макрос.
Создадим SVB шаблон анализа данных о диаметрах. В нем мы используем данные запроса Diam_zapr.
Рис. 49
Назначаем права на использование/редактирование шаблона, и добавляем его в узел ceh_diam.
Задаем критерии для запроса: оператор, станция, время ввода данных и другие метки для изделий.
Рис. 50
Настраиваем автообновление.
Рис. 51
Задаем макрос, обрабатывающий данные. Можно загрузить готовый макрос из файла, либо написать его вручную, используя редактор.
Рис. 52
Аналогично создаем SVB шаблон построения CUSUM карт для температуры в печи.
Шаблоны отчетов
На основе результатов вышеописанных шаблонов можно создавать шаблоны отчетов. Отчеты можно сохранять в формате html или rtf.
Создадим html-отчет, содержащий карты и таблицы, создаваемые в шаблоне Filtr_diam.
Рис. 53
Выберем шаблон Filtr_diam, зададим параметры автообновления.
Рис .54
Назначаем права на использование/редактирование шаблона, и добавляем его в узел ceh_diam.
Далее запускается STATISTICA с шаблоном отчета. С помощью кнопки Вставка документов отчета можно добавить в отчет карты и таблицы, создаваемые шаблоном Filtr_diam. С помощью кнопки Режим вывода можно задать тип вывода: печать или сохранение в файл, а также путь к этому файлу.
Рис. 55
Сохраняем файл шаблона и закрываем его.
Другие отчеты
Шаблоны этого типа позволяют запускать внешнюю программу или открывать документ.
Рис. 56
Рис. 57
Мониторинг
Этот компонент позволяет пользователям запускать шаблоны и запросы, при наличии у них соответствующих прав.
Рис. 58
Менеджер сессий
Данный компонент позволяет администраторам управлять лицензиями, сеансами пользователей, находящихся в системе, просматривать журнал, гибко настраиваемый с помощью фильтров.
Рис. 59
Ввод данных оператором
Для входа в систему оператор должен запустить SEWSS с параметрами /t "имя_станции", выбрать соединение к БД SEWSS и ввести свои логин и пароль.
Рис. 60
В зависимости от вида запроса, форма окна ввода данных имеет соответствующий вид.
Рис. 61 а) ввод данных по изделиям
Рис. 61 б) ввод данных по выборкам
При вводе данных по выборкам оператор, при наличии права HEDIT (Редактирование), может изменять значения ранее введенных характеристик.
| |