Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Статистические методы контроля качества винодельческой продукции - составная часть системного управления качеством
1.1. Непрерывное улучшение качества продукции — основа развития 9 винодельческого производства
1.2. Контроль качества продукции 15
1.3. Методы статистического контроля качества 17
1.4. Статистическое регулирование качества 28
Глава 2. Статистическая оценка «истории качества» процесса розлива винодельческой продукции
2.1. Исследование процесса розлива при наливе по объему 37
2.2. Исследование процесса розлива при наливе по уровню 44
2.3. Исследование процесса розлива винодельческой продукции по количественному признаку
2.4. Исследование устойчивости процесса розлива по объему и уровню
Глава 3. Исследование статистической устойчивости производственного процеса розлива винодельческой продукции
3.1. Разработка критериев оценки устойчивости процесса розлива вин
3.2. Разработка концептуальных основ расчета параметрических характеристик качества процесса розлива винодельческой продукции
3.3. Оценка устойчивости производственного процесса розлива вин при контроле по объему и уровню
3.4. Разработка комплексной методики 79
Глава 4. Статистический приемочный контроль партии винодельческой продукции
4.1. Выборочный контроль партий винодельческой продукции по качественному признаку
4.2. Разработка простого плана контроля П = (N, п, с) по четырем заданным параметрам AQL, a, RQL, р
4.3. Особенности применения выборочных планов входного контроля по качественному признаку на винодельческом предприятии
4.4. Исследование приемочного контроля готовой продукции на винодельческом предприятии
4.5. Разработка алгоритма расчета допустимых планов изготовителя 99
Выводы 103
Список используемой литературы
- Контроль качества продукции
- Исследование процесса розлива при наливе по уровню
- Разработка концептуальных основ расчета параметрических характеристик качества процесса розлива винодельческой продукции
- Разработка простого плана контроля П = (N, п, с) по четырем заданным параметрам AQL, a, RQL, р
Введение к работе
Повышение качества продуктов питания — одна из важнейших проблем, стоящих перед производителями. Решение этой проблемы невозможно без применения современных методов контроля и обработки результатов измерений. С другой стороны, обеспечение стабильного качества пищевых продуктов требует совершенствования процессов производства на основе научных подходов к исследованию их стабильности, эффективности и результативности. Только комплексное решение задач, включающих мониторинг процессов, внедрение корректирующих и предупреждающих действий, применение статистических методов, позволят улучшить качество и повысить конкурентоспособность продукции.
Рост производства винодельческой продукции сопровождается совершенствованием технологических процессов, внедрением нового высокопроизводительного оборудования. Однако большие затраты на покупку технологических линий иногда медленно окупаются в связи с применением устаревших методов контроля, игнорированием использования статистических методов обработки результатов измерений, отсутствием научных разработок в области исследования устойчивости процессов в винодельческом производстве.
Вследствие этого разработка статистических методов контроля качества при розливе винодельческой продукции является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования.
Целью проведенных исследований явилось совершенствование процесса контроля розлива винодельческой продукции путем применения статистических методов обеспечения качества.
Для реализации указанной цели решались следующие задачи:
исследование уровня дефектности процесса розлива вин с контролем по объему и уровню и выявление параметров качества, влияющих на результативность и стабильность;
изучение вариации коэффициентов потенциальной устойчивости по рассеянию и уровню настройки;
проведение анализа зависимости доли брака от уровня настройки процесса и оценка корреляции между долей дефектных изделий и выборочным стандартным отклонением;
исследование функции вероятности остановки процесса розлива в зависимости от значений среднего уровня налива при различных величинах несмещенной оценки общего выборочного стандартного отклонения и размеров выборки;
разработка контрольных карт средних значений параметров объема или уровня налива как основы регулирования процесса розлива;
разработка методики статистического регулирования процесса розлива по объему и уровню;
исследование процесса статистического планирования приемочного контроля винодельческой продукции.
Научная новизна:
Установлены статистические критерии, определяющие уровень дефектности, устойчивость и стабильность процесса розлива вин.
Выявлены зависимости между долей дефектной продукции и уровнем настройки с учетом влияния общего выборочного стандартного отклонения.
Предложен и научно обоснован способ определения размеров выборки при контроле розлива вин на базе анализа функции вероятности остановки процесса.
На основе исследования механизма устойчивости процесса сформулированы основные принципы регулирования по параметрам рассеяния и настройки. «
Разработана комплексная методика статистического регулирования производственного процесса розлива винодельческой продукции.
Решена научная задача минимизации объема выборки при приемочном контроле партии вин по полноте налива на основе статистического планирования контроля качества продукции.
Практическая значимость работы.
В результате проведенных исследований показана необходимость разработки и внедрения статистических методов контроля при розливе вин.
Разработана комплексная методика статистического регулирования процесса розлива, включающая: определение размеров выборки и контрольных пределов статистического регулирования, мониторинг устойчивости процесса по параметрам рассеяния и отклонения уровня настройки путем построения контрольных и процессных карт.
На основе разработанной процедуры минимизации объема выборки для параметрических планов предложено использование статистических выборочных планов при приемочном контроле винодельческой продукции.
Проведена опытно-промышленная проверка разработанной методики статистического регулирования процесса розлива вин на ОАО «Исток». По результатам проверки принято решение о промышленном внедрении методики.
Контроль качества продукции
Контроль качества — это проверка соответствия качественных характеристик продукции или объекта, процесса, от которого зависит качество продукции установленным требованиям [7,110].
Эффективно управлять качеством продукции- значит активно использовать экономические и организационные рычаги воздействия на разработку, производство и эксплуатацию изделий. Для того чтобы выпускать продукцию высокого качества, необходимо эффективно управлять процессами формирования этих комплексных и обобщающих характеристик изделий. Особое место в управлении качеством продукции занимает контроль качества. Именно контроль, как одно из эффективных средств достижения намеченных целей и важнейшая функция управления, способствует правильному использованию объективно существующих, а также созданных человеком предпосылок и условий выпуска продукции высокого качества [80].
В современных условиях организация контроля качества с самых первых этапов производственного процесса на предприятиях пищевой про- мышленности приобретает особую актуальность. Как показало проведенное исследование, для большинства предприятий характерен низкий уровень менеджмента качества, отсутствие у специалистов опыта практического применения его методов. Одна из основных причин этого просматривается в отсутствии простых и понятных всем работникам методик количественной оценки уровня состояния факторов, влияющих на качество пищевой продукции [124,140].
Многие специалисты отводят техническому контролю заслуженно большую роль в современном производстве и управлении качеством продукции. От степени совершенства контроля качества, его технического оснащения и организации во многом зависит эффективность производства в целом.
Контроль является одной из важнейших функций действующей на предприятии системы управления качеством. Именно в процессе контроля осуществляется сопоставление фактически достигнутых результатов функционирования системы с запланированными. Современные методы контроля качества продукции, позволяющие при минимальных затратах достичь высокой стабильности показателей качества, приобретают все большее значение [30].
Эффективная система контроля позволяет в большинстве случаев осуществлять своевременное и целенаправленное воздействие на уровень качества выпускаемой продукции, предупреждать всевозможные недостатки и сбои в работе, обеспечивать их оперативное выявление и ликвидацию с наименьшими затратами ресурсов.
Положительные результаты действенного контроля качества можно выделить (и в большинстве случаев определить количественно) на стадиях разработки, производства, обращения, эксплуатации (потребления) и восстановления (ремонта) продукции [12,107]. Система контроля качества на предприятии включает: 1. Осуществление входного, операционного, приемочного контроля; 2. Участие в испытаниях новых видов продукции; 3. Учет рекламаций на качество продукции; 4. Выборочная проверка соблюдений технической дисциплины [83]. Виды контроля на предприятии: Входной контроль — осуществляет лаборатория или службы технического контроля, в его основе лежит проверка технологической документации. Приемочный контроль — контроль продукции, по результатам которого принимают решения о ее пригодности или использованию. Операционный контроль - контроль продукции и процесса, во время выполнения или сразу после завершения технологических операций [34,47,49]. По характеру работ различают следующие формы контроля: 1. технологический контроль, при нем проводят наблюдения за соблюдением режима выполнения технологических операций в производственных цехах на месте обработки сырья. Его проводят на основании технологических инструкций, методических указаний, приказов органов надзора. 2. лабораторный контроль, при нем определяют состав и показатели качества сырья полуфабрикатов готовой продукции, а также состояния вспомогательных материалов, осуществляется по тестированным и аккредитованным методикам, а результаты контроля отражаются в журналах [47,138].
Статистические методы контроля качества - система сбора, обработки и использования информации о продукции и состоянии производства [51,126,177]. Необходимость применения статистических методов определяется следующими причинами: - статистические методы — единственно возможный способ оценки качества продукции, разрушающийся при контроле; - статистические методы позволяют осуществить контрольные операции, имеющие значительно большую продолжительность по сравнению с технологическими операциями; статистические методы дают возможность экономии средств при использовании выборочного контроля некритических параметров по сравнению со сплошным контролем [29,52,54,56]. Статистический приёмочный контроль имеет цель - обеспечение максимально возможной гарантии, что потребителю не попадёт ни одного образца недоброкачественной продукции [38,48,131]. Термин «статистический приемочный контроль» не следует обязательно связывать с контролем готовой продукции. Статистический приемочный контроль может применяться на операциях входного контроля, на операциях контроля закупок, при операционном контроле, при контроле готовой продукции и т.д., т.е. в тех случаях, когда надо решить - принять или отклонить партию продукции [53,54].
Исследование процесса розлива при наливе по уровню
Аналогичные исследования проведены для процесса розлива игристых вин при контроле по уровню. Как показывает анализ полученных результатов и в этом случае процесс нестабилен, хотя для данного вида налива, значения уровня дефектности несколько ниже, чем в предыдущем случае.
На рис. 2.6 приведена зависимость уровня дефектности за период наблюдений. Из этого графика видно, что значение Q колеблются в пределах (0 -т- 0,3) и только в период 80 - 100 смену наблюдается разное увеличение уровня дефектности до (0,6- -0,77).
Структурирование уровня дефектности, приведенное на рис. 2.7 и 2.8, показало, что, в отличие от предыдущего случая, при наливе игристых вин уровни дефектности при контроле по нижнему и верхнему пределам близки по значениям и в целом несколько ниже, чем при наливе по объему. Однако и в этом случае наблюдается нестабильность процесса, большие различия в уровне дефектности по соседним сменам. Так же как при розливе тихих вин, в период с 80 по 100 смену наблюдается резкое возрастание уровня дефектности до (0,6 + 0,78), что, по-видимому, говорит о возникновении критической ситуации.
Для оценки количественных характеристик процесса розлива вин проведены исследования параметров среднего выборочного объема и уровня налива, а также выборочных стандартных отклонений [4,200].
Исследовалась характеристика отклонений от нормативного значения величины объема налива по 200 сменам, рис. 2.10. Исследование подтверждает вывод о сдвиге характеристики отклонения от нормативного значения в сторону недолива, т.е. большинство средних выборочных значений по объему налива расположено ниже базовой линии Тср = 700 см . Как видно из графика, разброс достаточно велик, что также говорит о неустойчивости исследуемого процесса.
Оценка рассеяния осуществлена по результатам исследования изменений выборочного стандартного отклонения. Как видно из рис. 2.11, величина среднего значения выборочных стандартных отклонений довольно велика и составляет S,n = 3,44. Рассеяние по сменам тоже значительное и в отдельные смены, особенно в период 8-100 смены доходит даже до 7 т 8. Все это подтверждает утверждение о неустойчивости процесса.
Аналогичные исследования проведены для процесса налива по уровню. В этом случае отклонения среднего выборочного уровня налива, рис. 2.12, несколько ниже, чем для процесса налива по объему. Кроме того, средняя величина выборочных отклонений уровня налива также составляет достаточно приемлемую величину Хср = 8,06. Из рис. 2.12 видно, что разброс значений средне-выборочного уровня налива меньше, чем при наливе по объему.
При исследовании изменений выборочных стандартных отклонений Sjn, рис. 2.13, наблюдается аналогичная предыдущему случаю картина, когда вариации Sin для этого процесса несколько меньше, чем для процесса налива по объему и значение Sm составляет 0,8, что практически говорит о том, что процесс приближается к устойчивому состоянию.
Завершающим этапом исследования явилось изучение статистической устойчивости процессов розлива по объему и уровню. Нарис. 2.14 приведена процессная карта изменения коэффициента устойчивости по рассеянию Ср для процесса розлива по объему. Среднее значение Qn = 0,52 очень низкое, что говорит о статистической неустойчивости. Аналогичные явления наблюдаются и при анализе коэффициента устойчивости по уровню настройки Сн, рис. 2.15. Средняя величина С„ довольно высока и составляет 0,52, а диапазон изменения Сн составляет 0,3, что тоже довольно велико. Исследования устойчивости процесса налива по уровню, рис. 2.16, 2.17, подтверждают предыдущие утверждения, хотя этот процесс более устойчивый, что видно из приведенных графиков.
В практике управления качеством широко используются статистические методы, которые представляют собой взаимосвязанный комплекс способов отслеживания параметров качества, включающий статистическое регулирование, статистический приемочный контроль, статистический анализ, статистическую оценку качества [8,119].
В этой главе приведены результаты исследования статистической устойчивости процесса розлива вин и предложены пути внедрения реальных методов, позволяющих обеспечить стабильность производства и устранить причины возникновения дефектов.
Традиционный подход, основанный на разделении процессов производства и контроля не позволяет осуществлять управление качеством и приводит к большим объемам дефектной продукции [6,24,86].
Методология, описанная в работе, предполагает управление процессами на базе данных, получаемых непрерывно при мониторинге производства. Это дает возможность внести изменения в технологический процесс, до того как будут изготовлены дефектные изделия.
Разработка концептуальных основ расчета параметрических характеристик качества процесса розлива винодельческой продукции
Уровень дефектных изделий при розливе винодельческой продукции зависит от параметрических характеристик процесса. Исследуем какое влияние на долю брака оказывает смещение уровня настройки. На основе фундаментальных положений математической статистики и теории статистического приемочного контроля [1,89,103] можно получить выражение, которое описывает зависимость доли дефектных изделий Q от уровня настройки процесса X:
Q = f (-JLz—) + Ф( ) (33) На рис. 3.1. приведены графики этой функции, построенные при различных величинах среднего значения выборочных стандартных отклонений Sm.
Анализ исследуемой функции показывает, что при небольших значениях Sm, составляющих 1 ч- 15, доля брака составляет незначительную величину 0,005 ч- 0,01 и практически не зависит от отклонения уровня настройки процесса. В этом случае процесс является как бы саморегулируемым с высоким уровнем устойчивости. Однако увеличение рассеяния и соответствующее повышение среднего значения выборочных отклонений в большей степени изменяет ход процесса. Уже при значениях Sm 5 минимальная доля брака при нулевом отклонении уровня настройки X от Тср составляет 30%, а при смещении X может достигать 90 4- 98%. Таким образом, в этом случае процесс выходит из статистического управляемого состояния и необходимо проведение подладки, чтобы снизить рассеяние.
Анализируя функцию, рис. 3.1, можно выбрать такие параметры процесса, в том числе и границы регулирования, которые позволят обеспечить стабильность процесса при малом уровне брака.
Таким образом, анализ зависимостей 3.1. и 3.2. показал, что для осуществления процесса с минимальным значением уровня дефектности необходимо поддерживать среднее значение выборочных стандартных отклонений на уровне 1 -f- 1,5. Если это значение превышает 2, начинается резкий рост брака.
Большое значение для поддержания устойчивости процесса имеет величина вероятности остановки оборудования на подладку. В этом случае может иметь место так называемая «ложная тревога», когда процесс остановлен, а необходимость подладки отсутствует. В другом крайнем случае производство продолжает функционировать, выпускается дефектная продукция, а сигнала на подладку не было [36,104].
Научно-обоснованное исследование вероятности остановки процесса в случае критического значения отклонения уровня настройки от Тср можно осуществить, проанализировав следующую зависимость:
Семейство характеристик функции вероятности остановки процесса на подналадку при Smn = 3 имеет другую картину, рис. 3.4. В этом случае, если выборка минимальна n = 2, то фактически при переходе процесса розлива за нормативные пределы допуска вероятность остановки процесса составляет 0,4, т.е. настройка оборудования может и не проводиться и может быть значительный уровень дефектности. Вследствие этого приемлемый размер выборки п = 7, т.к. в этом случае вероятность остановки процесса на подналадку составляет 100%. На рис. 3.5. приведено семейство характеристик функции вероятности остановки процесса на подналадку при S = 1,5,. Для этого значения стандартного отклонения достаточна выборка n = 2. Анализ функции вероятности остановки процесса на настройку показывает, что применяемая на винодельческих предприятиях практика выборки по одной бутылке через равные промежутки времени для контроля налива вина не подтверждается результатами статистического исследования. В данном случае по результатам анализа выборок нельзя сделать вывод о стабильности процесса, уровне дефектности, необходимости остановки на подналадку. Научный подход, основанный на статистическом исследовании, предполагает корреляцию размера выборки с рядом параметрических характеристик качества, в которые входят величина несмещенной оценки общего выборочного стандартного отклонения, зависимый критический уровень дефектности, принятый уровень значимости [17,115].
Разработка простого плана контроля П = (N, п, с) по четырем заданным параметрам AQL, a, RQL, р
При выборе статистического плана приемочного контроля необходимо учитывать несколько факторов [190]. В основном необходимо обеспечить, чтобы такой план защищал бы интересы как изготовителя, так и потребителя. При ориентировочном выборе плана при известном уровне дефектности на входе приемлемый уровень дефектности AQL выбирают несколько выше этого входного уровня.
Для сокращения объема выборки можно использовать двух- и многоступенчатые планы контроля, но при этом возрастает сложность самого процесса контроля и затраты на него [194]. Если стоит задача ввода статистического приемочного контроля и входной, реальный уровень дефектности неизвестен, тогда назначают несколько уровней AQL по априорным соображениям. Такая ситуация наблюдается на винодельческом предприятии при приемочном контроле вина по полному наливу. В этом случае бутылки делятся на годные и негодные в исследуемой выборке (по ряду качественных и количественных показателей). То есть, применяется, фактически, контроль по качественному признаку (годен/негоден). На примере работы линии розлива завода «исток» можно сделать оценку плана выборочного контроля. Исходными данными являются: объемы партии - 20000 - 40000 шт. объемы выборки - 25 шт. Приемочное число с = 0, т.к. партии приняты в случае отсутствия дефектных бутылок в выборке из 25 шт. Таким образом, основные параметры плана выборочного контроля следующие: N = 20000-40000 п = 25 с = 0 Такой план приемки порождает очень пологую оперативную характеристику. Действительно, из расчетов по разработанной компьютерной программе следует, что оперативная характеристика имеет следующий вид (рис. 4.7).
Такой план имеет очень малый уровень AQL = 0,005 (0,5%) и большой уровень RQL = 0,09 (9%), при стандартных значениях риска а = 0,1; Р = 0,1. В этом случае может осуществляться приемка партий с уровнем дефектности гораздо большим, чем AQL с большой вероятностью (пологий участок кривой от AQL до RQL). Таким образом, при работе по такому плану имеется вероятность пропуска до 5% брака. Для исправления этого недостатка можно увеличить выборку и приемочное число, хотя это приведет к росту затрат на контроль.
Рассмотренные случаи применения планов выборочного контроля показывают, что необходимо оптимизировать решение данной задачи, т.е. найти нужное соответствие между возможным пропуском бракованной продукции и стоимостью расходов на контрольные операцию.
Следует отметить, что в рассмотренном выше случае контроль может «заметить» только очень большой уровень брака в партии. В любом случае вопрос о введении более жесткого плана остается на усмотрении проверяющей стороны.
Предлагается ввести группу планов контроля зависящих от объема партии с тем, чтобы уменьшить разницу AQL и RQL. Уровень AQL = 0,005 представляется нам заниженным. В ГОСТе на прием готовой продукции, например, предлагается уровень AQL = 2,5% (0,025). Примем его за ориентир. Исходя из этого уровня, можно рассчитать по нашей программе (или из стандарта) одноступенчатые планы. Результаты даны в табл. 4.1.
Похожие диссертации на Совершенствование статистических методов контроля качества винодельческой продукции
