کنترل فرآیند آماری چیست؟

کنترل فرآیند آماری چیست؟

کنترل فرآیند به صورت آماری، Statistical Process Control یا به اختصار SPC، شامل مجموعه ای از آزمایشات آماری است که بر روی یک فرآیند (به عنوان مثال خط تولید) انجام می شود. هدف آن این است که:

  • کیفیت فرایند تحت کنترل باشد
  • از خطاها جلوگیری شود
  • هزینه های ناشی از مشکلات بوجود آمده از خروجی یک فرآیند (به عنوان مثال خط تولید) کاهش یابد

تکنیک‌های SPC  احتمال بروز تغییر در یک فرآیند را ارزیابی می‌کنند تا احتمال عدم انطباق را شناسایی کنند.

مثال:

خط تولید خودرو دارای پیچ و مهره‌های مهمی است که توسط ابزارهای مختلفی مانند ابزارهای برقی، ابزارهای بادی، ترکرنچ‌ها و ... محکم می‌شوند برای اطمینان از کیفیت خودروها، انتخاب یک فرآیند بستن مناسب ضروری است.

با وجود هزاران پیچ که هر روز بسته می شوند ، چگونه می توان کیفیت را تضمین کرد؟

در صورت بروز خطا، چگونه می توانیم بفهمیم در خودروهای تولید شده چه اتفاقی افتاده است؟

قابلیت ماشین (تجهیزات) و قابلیت فرآیند

شاخص Cm (Machine Capability) قابلیت تجهیز یا قابلیت ابزار است. این شاخص جهت صحت کارکرد ابزار(ماشین) به کار می‌رود. این مقدار، مشخص کننده پراکندگی نتایج تست دستگاه در محدوده تلرانس تعریف شده برروی آن است. هرچه مقدار Cm بیشتر باشد، دستگاه وضعیت عملکردی مناسب‌تری دارد.

Cp همان معنی وکاربرد Cm را دارد، اما به جای ماشین به فرایند اعمال می شود.

 

Cm و Cp تکرارپذیری یک ماشین (ابزار) یا فرآیند را در محدوده تلرانس مورد نظر نشان می‌دهد. این عدد به مستقل از مقدار نهایی پارامتر مورد نظر (Target Value) می‌باشد.

برای بررسی دقت مقدار تنظیم شده ابزار (ماشین) نسبت به مقدار نهایی مورد نظر (Target Value)، از شاخص Cmk  و برای بررسی دقت فرآیند تولید نسبت به مقدار نهایی پارامتر مورد نظر (Target Value)، از شاخص Cpk  استفاده می‌گردد.

شاخص Cmk بالا به این معنی است که دستگاه یا ابزار (ماشین) با دقت خوبی تنظیم شده و در حال کار است.

اگر Cmk کم است اما Cm زیاد است ، دستگاه یا فرآیند را می توان با یک کالیبراسیون ساده تنظیم نمود.

اما هنگامی که مقدار  Cm یا Cp کم است، به معنای اختلال در عملکرد سیستم است و باید ابزار یا فرآیند بررسی شده و نقص ایجاد شده (که ممکن است خرابی ابزار (ماشین) باشد) برطرف گردد.

در خطوط تولید خودرو شاخص های Cm ، Cmk  ابزارهای تولیدی توسط میز تست گشتاور بررسی شده و نتایج ذخیره خواهند شد.

 

همچنین اندازه گیری Cp/Cpk به معنی آزمایش نتیجه فرایند است. در این حالت گشتاور پسماند (Residual Torque) در اتصالات توسط ابزارهای تست مانند ترکرنچ دیجیتالی بررسی و در نرم افزار تحلیل و آنالیز می‌شود.

نمودار کنترلی X/R

گاهی اوقات تست و بررسی روزانه ابزارها و فرآیندها برای تحلیل مقادیر Cm/Cmk و Cp/Cpk به زمان زیادی نیاز دارد.

یکی دیگر از ابزارهای قدرتمند فرآیند کنترل آماری، ایجاد نمودارهای کنترلی است که بر اساس آزمایشات مکرر بر روی چند نمونه انجام می‌شود. به این ترتیب می توان تست‌ها را بدون ایجاد مزاحمت در خط تولید انجام داده و نمودارهای تست روزانه را برای نظارت بر روند کار ابزار و جلوگیری از خطاها قبل از وقوع آن ایجاد نمود.

به طور معمول این تست‌ها به صورت مجموعه‌ای از تست‌ها شامل 3 تا 10 مورد است. برای هر مجموعه میانگین (X) و محدوده (R) نقاط در نمودارهای کنترل ثبت می شوند:

D2 ضریبی است که برحسب تعداد انجام تست‌ها به دست می‌آید. نمودارهای کنترلی تصویری از روند عملکرد ابزار در دوره‌های زمانی کارکرد را نشان می دهد. ابزار یا فرآیند را می توان قبل از خارج شدن از عملکرد مطلوب خود بازرسی یا تنظیم کرد. در مثال زیر، ابزار یا فرآیند هنوز در محدوده تلرانس است اما از عملکرد مطلوب و صحیح خود خارج می شود.

نمونه ای از پیاده سازی کنترل آماری فرآیند

یک تولید کننده خودرو تصمیم می گیرد SPC را در خط تولید خود پیاده کند.

قبل از استفاده یک ابزار تولیدی جدید در خط تولید و سپس به طور ماهانه، یک تست  Cm/Cmk روی ابزار اجرا می شود. همچنین پس از انجام تعمیرات برروی ابزار نیز جهت اطمینان از صحت عملکرد آن نیز این تست انجام می‌گیرد.

روزانه نیز صحت عملکرد ابزار از طریق تست‌های کنترل آماری برای ایجاد نمودارهای X ، R تأیید می شود.

 

همچنین روزانه تست گشتاور پسماند (Residual Torque) در انتهای خط تولید و برای تأیید فرآیندهای تولیدی با استفاده از نمودارهای Cp-Cpk ویا جدول X/R انجام می شود.

تمامی نتایج نمودارهایCm/Cmk ، Cp/Cpk ، X/R در دیتابیس نرم افزار برای تجزیه و تحلیل، قابلیت ردیابی و همچنین گزارش گیری ذخیره می شوند.